轴锻件锻造过程中常见的缺陷与对策
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发表时间：2018-10-30 11:29
高温合金轴锻件，除了因原材料冶金质量不良引起的非金属夹杂、异金属夹杂、带状组织、分层、碳化物堆积、点状偏析、残留缩孔和疏松等缺陷外，由于锻造工艺不当经常出现的缺陷有粗晶。
粗晶是指在锻件中存在有晶粒粗大或晶粒大小不均匀的组织。它是高温合金锻件中***常见的一种缺陷。粗晶使材料的疲劳和持久性能明显下降。涡轮叶片、涡轮盘等重要零件，对粗晶均有严格要求。
粗晶产生的主要原因有：变形温度低于或接近于合金再结晶温度；加热温度过高，变形程度小（处于临界变形程度范围内）或变形不均匀，以及合金成分控制不当等。具体介绍如下。
锻造加热温度过高或原始晶粒过大，锻造时变形分布不均匀或变形小的部分落入临界变形范围；或锻造温度过低，形成冷热混合变形，固溶处理后在轴锻件体内将产生晶粒大小不均匀。防止的对策是控制好加热和锻造温度；改善坯料形状，使模锻时各断面变形尽量均匀一致；以及采用原始晶粒度小的坯料等。
轴锻件锻造时如表层金属变形程度小，落入临界变形范围或终锻时锻件表面温度低于合金的再结晶温度，留下加工硬化痕迹，固溶处理后将产生表面粗大晶粒。防止的对策是将模具预热温度提高到350℃,操作工具预热至150℃，采用效果良好的润滑剂，加快操作，防止闷模使金属表面温度急剧下降，***好整个模锻操作时间不超过10s。
在其它条件正常的情况下如固溶温度过高将产生锻件整体粗晶。
当合金中存在钛氮化合物、硼氮化合物等，形成偏析时，这些化合物偏析都阻碍晶粒长大，因此，轴锻件中有这类偏析的部分，具有细小的晶粒和较高的硬度，没有这类偏析的部分，晶粒则比较粗大，导致在轴锻件内形成大小不均匀的晶粒。
GH88合金增压器叶片锻造时，当锻造加热为1070℃,30min和1180℃,45min以及锻造中不涂润滑剂时，经正常热处理（1180℃，lh水淬+800℃，16h时效）后的叶片轴锻件皆出现不同程度的粗晶。该叶片的原坯料为均匀细小的晶粒组织。当锻造加热为1070℃,30min时，叶片的表层温度低，发生了不均匀变形，表层金属处于临界变形程度范围内，热处坪后导致叶片产生粗晶」而当锻造加热为45min时，由于临界变形，处于叶背的表层金属在高温下发生了聚集再结晶，因此形成了粗晶。当叶片模锻时不涂润滑剂，由于表层摩擦力大，使叶片发生了不均匀变形，在叶身内必然有某一部位处于临界变形，导致出现粗晶。当选用适当的加热规范（1130℃,30min）和改善润滑条件后，叶片基本上不再出现粗晶。
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