Влияние горячей пластической
деформации на качество крупных поковок.
Помимо обеспечения требуемой формы
заготовок горячая пластическая деформация повышает качество литого
металла, так как способствует заварке макро-и микродефектов
усадочного происхождения, повышению плотности, пластических
свойств и ударной вязкости металла.
В литом состоянии сталь по
прочностным свойствам практически изотропна, а по пластичности и
вязкости обладает лишь незначительной анизотропией. С повышением степени деформации (степени
уковки) слитка анизотропия механических свойств увеличивается из-за
изменения распределения металлургических дефектов. Установлено, что
с повышением степени деформации, например стали 35ХНМ, все свойства
в продольном направлении возрастают. В поперечном направлении
увеличивается лишь прочность, пластические свойства и ударная вязкость не
изменяются [3].
Общая уковка и уковка на
предварительных переходах не влияют на механические свойства крупных
поковок, так как их воздействие частично или полиостью снимаются
последующими высокими нагревами. Положительное влияние на механические
свойства оказывает только уковка при последнем нагреве. Для получения
высоких механических свойств образцов в продольном и поперечном
направлениях рекомендуется уковка на окончательном переходе в пределах
2,5—6.
В процессе ковки концентрация
водорода в поверхностном слое несколько снижается, а по сечению поковок
выравнивается. Степень завершения приведенных процессов определяется
сечением деформируемых поковок, величиной и длительностью горячей
пластической деформации, значением коэффициента диффузии
водорода.
Горячая пластическая деформация
оказывает влияние на процессы флокено-образования. Известно, что чем лучше
проработка металла, тем меньше опасность возникновения флокенов, так как
часть их заваривается в процессе горячей пластической
деформации.
В последнее время все более
широкое распространение находит ковка с под-стуживанием, при которой
слиток подвергается обжатию на 7—8% с предварительным
подстуживанием на воздухе до температуры 780—800° С на поверхности. При
этом увеличивается деформация центральных слоев поковки, обладающих более
высокой температурой по сравнению с поверхностью. Показано, что
применение ковки с подстуживанием увеличивает степень проработки
внутренних зон поковки в среднем иа 10—20% и относительное сужение
металла внутренних зон на 15—30% в тангенциальном
направлении.
Влияние химической и
структурной неоднородности иа механические и технологические свойства
поковок. Несмотря на то, что горячая пластическая деформация и
последующая термическая обработка в значительной степени воздействуют
на окончательную структуру крупных поковок, особенности первичной
структуры могут в той нли иной степени сохраняться и определять их
свойства (табл. 1).
Характеристики прочности
практически ие изменяются при удалении от поверхности, а
характеристики пластичности и вязкости падают при приближении к центру
поковки. Микроструктура по сечению поковок представляет собой сорбит
или перлит различной дисперсности зернистой или пластинчатой формы с
небольшим количеством феррита. После нормализации на шлифах
невооруженным глазом видны участки различной травимости, под микроскопом
наблюдается структурная неоднородность, темные участки сорбиюобразного
перлита пересекаются вытянутыми узкими участками слабой травимости в
которых преимущественно располагаются неметаллические включения типа
сульфидов (рис. 1). Указанная структурная неоднородность является
следствием дендритной ликвации, которая, в свою очередь, наследуется
от слитка, а при ковке приобретает вид чередующихся полос.
Снижение пластичности по мере
удаления от поверхности к центру объясняется ростом содержания
водорода. В изломе разрывных образцов от поковки часто наблюдается вязкое
пятно, площадь которого тем больше, чем меньше содержание водорода в
стали. Снижение ударной вязкости по мере
удаления от поверхности к центру обусловлено главным образом, при
прочих равных условияХ| ликвацией
фосфора.
