大锻件内部裂隙型缺陷的焊合规律

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大型锻件的原始钢锭一般是浇铸而成，而钢铁冶金过程决定了钢锭内部不可避免地会存在气泡、缩孔、疏松、裂纹等空洞型缺陷。钢锭愈大，缺陷愈严重。因此，制定合理的锻造工艺对消除空洞型缺陷，改善锻件内部质量有重要意义。

空洞型缺陷的消除需要经过闭合和焊合两个阶段。当变形条件适当时，空洞能够闭合，原来的空洞表面形成相互贴合的裂隙。当变形体的温度及其他条件能使材料发生扩散和再结晶时，闭合后的裂隙可以进一步焊合，从而使空洞型缺陷得以彻底消除，材料的连续性得以保持。所以，闭合过程是消除空洞型缺陷的重要阶段。崔振山，张效迅等研究了大锻件内部空洞型缺陷在锻造过程中的变化，采用体胞模型建立了空洞体积变化与宏观力学量之间的关系，从而可以根据变形过程预报空洞的闭合情况。然而，当闭合后的空洞不能及时焊合，则有可能在应变方向发生改变时再度张开或转化为危害更大的内部裂纹。因此，大锻件的热锻过程还必须创造合适的条件促进裂隙缺陷的及时焊合。

在裂隙性缺陷焊合方面，国内外的报道较少。B．Derby等通过对铜扩散偶进行焊合的研究表明，在温度=O．7及压力小于5MPa的条件下，焊合机制主要表现为扩散焊合。C．Y．Park等研究表明，裂隙表面塑性变形及接触界面处原子间的内聚力是焊合的主要因素，内聚力、驱动力为高温及裂隙表面之间的相互压力。

近年国内也开始了对裂隙缺陷焊合的研究。在焊合机理方面，韩静涛等对20MnMo钢内裂纹在高温下修复现象进行了物理模拟研究，认为修复过程主要由原子的扩散迁移造成，内裂纹的修复可以分为空洞填充和晶粒长大两个阶段。在裂纹形态演变方面，周亦胄，韦东滨等分别对45钢、20MnMo钢进行了高温愈合研究，提出裂纹愈合主要经历，即裂纹面凸起形成及接触；裂纹分节；空洞裂腔球化；空洞愈合，裂纹消失。