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[交流] 718锻件开裂原因分析报告

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    开心
    2024-12-9 06:43
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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2011-9-18 10:06:30 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    x
    一、质量问题
    ) c) v+ _+ `: D2011年9月16日晚,一件718锻件(S110823-06,630ⅹ1120ⅹ约2340长,重量12952kg)在锯切过程中开裂。原材料为17t钢锭。9 B0 `; o! `+ x! ]7 u
    # z8 w& Y- _, u: D
    1.jpg * \' l0 }  }; \9 x* I8 N
    3.jpg # ~( D6 Z: Q3 z! o- K
    4.jpg ) o0 D) U' P( {1 {- Y  T
    : b" }/ t: x7 m3 F
    二、原因分析$ h9 M  f+ z% y1 m( p+ [) A
         此锻件完工后做了退火处理,退火温度为680-700℃,保温时间13小时,炉冷至420℃出炉冷却。锻件开裂一端硬度测试结果:表面硬度为HB308-329,心部硬度为HB338-352。此锻件开裂原因为退火不充分,应力未消除完全所致。" u( M1 Y. g, O7 d
    IMG_2400.JPG
    8 l! V6 d/ ?4 q! l6 C5 `' x) x& S# m3 V+ e) g
    热处理曲线.jpg 8 p' {  s3 d0 p" d( \. F# @

    6 Y, \0 \4 Q! z0 P三、改进措施, t5 ?. j) i4 Y2 R: |4 L1 U
    1、此类大型718锻件需做等温退火处理,延长保温时间。( ?* u6 ?+ A) G  W, r4 n% m
    2、对于出炉温度要降至300℃以下。7 v9 A! z9 w" J  {1 w# A. [# ?
    9 j6 B( d: R/ m  s! e9 \: s& @

    . Q  S, a* Y! \+ }请大家看看我这样分析是否可以?

    该用户从未签到

    发表于 2011-9-18 10:15:42 | 显示全部楼层
    我觉得原因分析写的不太充分,因为硬度不同,就导致开裂这是不是有点不充分啊。应该再往应力方面多写写

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    adazhao + 2

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    开心
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2011-9-18 10:16:57 | 显示全部楼层
    回复 2# xiao10415
    ' m+ A+ K" Z5 O9 ~' i6 ~0 l/ E2 O: }2 C

    + x/ s6 h6 W/ l7 f    请说说你的意见,谢谢!
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    难过
    2016-7-22 07:59
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-9-18 10:18:49 | 显示全部楼层
    心部比表面硬度还高,论冷却速度该是心部最慢才对,硬度也该最低,只能说奥氏体没有完全转变,我觉得可以的

    该用户从未签到

    发表于 2011-9-18 10:29:43 | 显示全部楼层
    单纯只从硬度和退工工艺上分析,我觉得理由是不够充分的,有条件的话应该打开裂纹,找到裂纹源,再结合低倍和显微组织检测,再下结论。
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2011-9-18 10:33:12 | 显示全部楼层
    718模具钢,我国牌号3Cr2NiMo是在P20(3Cr2Mo)改进型钢号,  718模具钢图片质上有较大改进,使之填补P20模具钢材的不足,满足P20模具钢材达不到要求的场合。目前在我国模具钢材市场上出现的钢号除上述中国标准钢号外还有P20+Ni。瑞典的718,718H(ASSAB)、PX5\PX4(日本大同特钢),GS-711、GS-738、GS-312、GS-318(德国蒂森),奥地利的M238 ECOPLUS(百禄公司)、CS718(中国长城特钢)、SWP20(上海五钢公司)等,因此除了不能用于有耐腐蚀性要求的塑料模具零件外,目前是应用最广泛的通用型塑料模具钢材的典型钢号。通常被称作“高级”塑料模具钢材,新研制的新钢种往往以它作为对比的典型。
    & r' p% H3 {8 R' F2 B  出厂状态:ASSAB 718 HB:290-3104 Z4 i3 d+ |: M; s6 [
      交货状态:钢材以退火状态交货。经双方协议,也可以不退火状态交货。
    4 i* R& U9 P1 A2 t! `4 o+ A% L) S* B! i; Z
      718模具钢用途与P20类型模具钢材相同,但由于淬透性更好,性能更优越,可以制作尺寸大的、高档次的塑料模具成形零件。随着塑料模具的发展,会有更多更好更新的改进型模具钢号出现,我国宝钢的我B30H即为一例。% i# I$ K/ B5 u: f7 D9 b+ I5 k
      ●热塑性塑胶注塑模具,挤压模具。
    9 V( r" P4 w, Z0 I* Q  ● 热塑性塑料吹塑模具。4 ?8 O1 _% ^# u4 Y
      ● 重载模具主要部件。
    ; [9 a* u% R' J( _% w3 K$ Q$ s  ● 冷结构制件。' v7 ^0 w. P$ Z7 n, L( ]; K
      ● 常用于制造电视机壳,洗衣机,冰箱内壳,水桶等。
    : F( o% |. V: ?+ h7 a
    " o4 ~' u. C: v$ r! z6 c特性, C- r' G! Q. I- v6 [' W- E

    ( D4 {4 _" p2 |! W  用于大型长寿命塑胶注塑模,如家电制品、电脑外壳等模具。高表面光洁度的塑胶制品模具吹塑模由于硬度高,可用于塑胶模具中的滑块成型工具;视生产需要可施加火焰硬化或氮化处理的模具零件。 钢材种类: 预硬塑料模具钢材 钢材特长: 抛光 ,电蚀,焊补性与切削加工性良好 出厂状态: 经硬化及回火至HB290-330
    6 z* z- x  l: t' ^8 F" H1 o  ● 真空脱气精炼处理钢质纯净,适合要求抛光或蚀纹加工塑胶模。
    ! K8 G- M: C0 g9 P  ● 预硬状态供货,无需在热处理可直接用于模具加工,缩短工期。
    . q; l! Q; |" Y3 F  ● 经锻轧制加工,组织致密,100%超声波检验,无气孔,针眼缺陷。
    # k" a4 @8 ^" z
    ( t( s; }: R5 s1 A" i' M1 d化学成分
    - a7 m: f6 i  }/ Y3 f% i7 C
    4 {# {* A4 l7 M; h6 Q  / A* ^; x; L# z4 d7 z2 k5 f. {
    元素        C        Si        Mn        Mo        Cr        Ni        标准/ x# C! B9 d& b* {
    含量(%)        0.28~0.40        0.20~0.80        0.60~1.00        0.30~0.55        1.40~2.00        0.80~1.20        YB/T127-1997! T/ \6 T) p0 W$ s+ u" t  w( j5 M7 V
    加硬处理" ?  m2 r8 u- T5 ^: H; s0 F

    / H1 ^; ?8 _3 x# G( B( n  为提高模具寿命达到80万模次以上,可对预硬钢实施淬火加低温回火的加硬方式来实现。淬火时先在500-600℃预热2-4小时,然后在850-880℃保温一定时间(至少2小时),放入油中冷却至50-100℃出油空冷,淬火后硬度可达50-52HRC,为防止开裂应立即进行200℃低温回火处理,回火后,硬度可保持48HRC以上9 j0 H8 |. {2 d5 `

    1 H( W! b3 h* A+ z/ q氮化处理
    % C+ \$ x  P# h& H' c; W: N, ^: t7 G! i8 A5 ]# A
      氮化处理可得到高硬度表层组织,氮化后的表层硬度达到650-700HV
      _! ]* \9 d$ L% O2 W( b  (57-60HRC)模具寿命可达到100万次以上,氮化层具有组织致密,光滑特点,模具的脱模性及抗湿空气及碱液腐蚀性能提高。, o3 T( p% [# U
    & k4 g0 ~: Z3 y6 T. T7 W
    临界温度/ _$ r' B4 o8 T+ W7 f( f% P

    . i$ ]4 T0 M* J: K2 }  $ h6 f8 v, {) ?3 n1 b8 b
    临界点        Ac1        Ac3        Ar1        Ar3        Ms        Mf
    % n, L; ~/ q+ ^0 ?温度(近似值)/℃        770        825        640        755        335        180) `3 J) m( r! h" s$ ^) Z
    线(膨)胀系数
    ) w: l6 A& }% V, M. }" J( \# _0 J0 v; B, f. g+ e
      
      q! J! C; U  T* {. |1 F温度/℃        18~100        18~200        18~300        18~400        18~500        18~600        18~700& ~* \- d) W. r0 p8 y& O6 ~3 ?
    线(膨)胀系数/C        11.9×10        12.20×10        12.50×10        12.81×10        13.11×10        13.41×10        13.71×10& P2 r! n- y( b
    热导率
      L1 R9 ^" G8 Z0 ?) I  d6 m, j, A2 g0 ]5 x
      
    ' Y; q" y5 d; r! t0 p, n2 t7 o温度/℃        20        100        200        300        400. Y. K! X0 F0 B) M  y! P
    热导率λ/W·(m·K)-1        36.0        33.4        31.4        30.1        29.3  O6 T9 `9 E0 c& `% \9 p9 ^) n
    根据你们的热处理工艺,退火或正火无非是硬度上有变化,对于开裂无直接关系,个人看法:, e$ {  r8 |' d2 Z* f% W
    1,退火温度偏低,建议采用780~850;
    ) h9 F2 p$ \6 T2,出炉时要低于200度。
    7 s7 L6 a! ~/ |" q  x个见,供参考
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    奋斗
    2022-4-1 12:56
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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2011-9-18 10:48:26 | 显示全部楼层
    由于退火温度偏低,锻压应力消除不充分,加之出炉温度过高,所以造成巨大的应力集中状态,在锯切过程中,应力找到释放点,所以在锯口处开始出现裂纹。详细资料我已经恢复了,如果怀疑是锻压终锻温度过低而造成的裂纹,可将锻后表面刨光,用UT检测

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    adazhao + 3 蛮对的

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    2020-3-23 11:57
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-9-18 11:26:36 | 显示全部楼层
    回复 1# admin ) \  Q3 D7 N6 B) t9 [
    # D3 ^! }, x8 |

    / l+ O/ C$ |/ M9 u* o8 ^2 L+ }; O这个可以认为设备小,锻件截面大,锻件锻后晶粒粗大,或晶粒不均匀,组织应力大,热处理没有消除组织应力,通过正火可以细化晶粒,消除组织应力。
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    2018-3-3 16:24
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2011-9-18 16:11:21 | 显示全部楼层
    看看我们的45钢方板锯的时候出现的情况。锻了一块45钢方板,因为余量不够报废,没有做任何处理,锯开做小料是出现以上情况。黑色部位是在锯的时候自动开裂。
    % ^: h$ S  f. l( i* k/ O

    另一半

    另一半
    20110909_001.jpg

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    admin + 5 鼓励技术交流,有您参与更精彩! ...

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    奋斗
    2018-3-3 16:24
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2011-9-18 16:14:59 | 显示全部楼层
    原因分析是毛坯件表面有裂纹,锯的时候正好锯到裂纹处,应力造成开裂
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    2025-12-4 23:11
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2011-9-18 20:21:12 | 显示全部楼层
    17t锭产630ⅹ1120的大模块是怎么锻的啊,成材率76%啊?另外你家压机是多大的?几镦几拔的工艺啊?
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    郁闷
    2019-11-8 16:08
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2011-9-18 22:11:50 | 显示全部楼层
    回复 1# admin
    + L0 A8 S4 ^2 z# _. R# H8 c0 I! f7 m8 O

    * O2 F1 |! Z. ^+ F5 v    这样大的工件,你只说了退火过程,没说锻造过程和锻后的冷却过程。这个工件,应该是综合因素所致,但退火出炉温度过高应该是一个主要因素所在。
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    开心
    2020-3-23 11:57
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    [LV.2]偶尔看看I

    发表于 2011-9-19 08:09:54 | 显示全部楼层
    本帖最后由 liyanfeng1 于 2011-9-19 08:11 编辑 + p5 t/ m, g: j; Z

    2 _# ~/ y8 t5 J9 v  Y" D! T回复 10# smg016
    4 i! Z+ o! T1 b5 |( x# ]6 w% ~* h: Y  O5 H4 ]5 b/ W6 @/ c7 K

    * {" N- |; C* D8 C/ I    大家注意,没做退火处理。就是没消应力。
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    开心
    2018-8-7 13:47
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    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2011-9-19 09:03:06 | 显示全部楼层
    退火温度偏低,保温时间不够。
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    开心
    2024-12-9 06:43
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2011-9-19 09:30:15 | 显示全部楼层
    回复 12# laogen1 0 f6 h" E, P5 U  }& m, r
    4 F7 m- v1 u4 g+ ]$ E7 F# m8 S7 {
    9 n  @% @, T: {$ o
        我们的设备是1600t水压机,这个锻件是随长的。
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    开心
    2024-12-9 06:43
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    [LV.8]以坛为家I

     楼主| 发表于 2011-9-19 09:31:31 | 显示全部楼层
    回复 13# 合金钢 ) p9 D' {7 B9 E4 C- ~% f$ O
    / @5 |2 t' m) G) A. ?: h* z3 S

    ) B1 [# F' J& ~7 m    锻造过程是经过两次镦粗,两次压扁。锻后放炉内冷却。

    该用户从未签到

    发表于 2011-9-19 10:26:30 | 显示全部楼层
    退火温度太低,出炉温度较高。

    该用户从未签到

    发表于 2011-9-19 10:40:31 | 显示全部楼层
    锻后应及时退火或正回火,另外压机的压力锻造此件似乎有些太小。

    该用户从未签到

    发表于 2011-9-19 16:31:07 | 显示全部楼层
    退火不充分,残余应力过大而致锯切时沿裂纹源(锯切缝尖端)开裂。9 ]6 i8 [/ h" V4 x# R& C
    1、退火温度偏低。《热处理工艺规范数据手册》关于3Cr2NiMnMo的退火这样规定的:退火温度850±10℃--保温--炉冷至700℃保温--炉冷至500℃出炉。
    , Q5 A/ R2 r0 s2、保温时间:个人建议20~25小时。
    1 I" ?' o5 n& k2 ~9 L# _( i3、升温速度:建议适当控制一下,可以100℃/h。(其实际控制的是在500℃左右以下的升温速度)】
    ( M. n  J# h& m9 I* E; A4、锯切得加水冷却。

    该用户从未签到

    发表于 2011-9-19 16:31:34 | 显示全部楼层
    退火不充分,残余应力过大而致锯切时沿裂纹源(锯切缝尖端)开裂。
    " a: X$ ]$ l& M$ o1、退火温度偏低。《热处理工艺规范数据手册》关于3Cr2NiMnMo的退火这样规定的:退火温度850±10℃--保温--炉冷至700℃保温--炉冷至500℃出炉。
    ! w6 E" l- X  ~8 P2、保温时间:个人建议20~25小时。
    7 q! z8 [  t9 q' ]: z4 c【3、升温速度:建议适当控制一下,可以100℃/h。(其实际控制的是在500℃左右以下的升温速度)】  q5 L2 k+ V3 `5 y% U
    4、锯切得加水冷却。
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