吊钩采用的材料-锻造流线

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    吊钩必须采用优质低碳镇静钢或低碳合金钢,比如DG20,DG20Mn或者是DG34CrMo等,一般的起重机吊钩应该是用轧制的棒材锻造而成,严禁用铸造工艺。
DG20的含义是“吊钩专用材料20号”DG是吊钩拼音的简写,吊钩采用的是锻造工艺。 那吊钩为什么要采用锻造工艺呢 ?这就需要涉及到纤维组织对性能的影响,一般来说,它使金属纵向(纤维方向)强度高于横向强度,这是因为在横断面上杂质、第二相,缺陷等脆性低强度组元的横截面积小,而纵断面(平行于纤维方向的断面)上这些组元的截面面积大。

 

 

一般的起重机吊钩应该是用扎制的棒材锻造而成,此时的流线的分布图(a),如果是像(b)图的话,表明这种吊钩不是锻造的,而是由轧板直接剪切的,这种吊钩在起重时,EF断面和流线平行,所以在拉应力的作用下,很容易沿着EF断面断裂,
这样的例子还有很多比如制
造齿轮毛坯,应对棒料镦粗加工,使其纤维呈放射状,有利于齿轮的受力;曲轴毛坯的锻造,应采用拔长后弯曲工序,使纤维组织沿曲轴轮廓分布,这样曲轴工作时不易断裂。

 

   锻造优于铸造的原因:1)细化晶粒2)、消除铸锭缺陷,使金属更加致密3)、形成纤维组织。

关于金属流线

  • 什么是纤维组织?

    晶粒、杂质、、第二相、缺陷等都沿着金属的主变形方向被拉长成纤维状,成为纤维组织。

  • 什么是流线?

如果将冷加工后的金属进行腐刻,那么沿着纤维方向就会出现一些平行的条纹,称为流线

          锻件的纤维组织

用50%的盐酸水溶液在75℃左右加热10分钟,流动水冲洗。

做流线实验的一般步骤如下

1.工件锻造后,应进行正火或退火等工艺去应力处理.防止在酸腐蚀过程中形成裂纹.

2.在需要看流线的地方,采用线切割或别的方法取下.

3.采用磨床磨削,光洁度0.8.

4.把分析纯盐酸加一半水,把工件放到烧杯中,不要用手摸磨削面,并且尽量正面超上.

5.采用电加热板加热盐酸.加热到80度后,停止加热,然后让它慢慢冷却.

6.冷的时间根据实验决定,一般冷到室温.然后取出,用热水(清水)冲洗,千万不要用手碰流线面,用毛刷刷净表面杂物,假如不清楚还可以再做次.注意流线清楚,应尽快用吹风机吹干,注意防止生锈,也可以采用防锈剂.

7.假如腐蚀过度,要再次磨削.

什么锻造流线

     自由锻时,钢锭经过锻造后,粗大不均的晶粒被打碎,通过再结晶,变成较细的均匀等轴晶。随着钢锭外形在锻造时的变化,晶粒沿变形方向被拉长、滑移、破碎,存在于晶粒之间的氧化物、硫化物及其它杂质也随之改变分布形态。变形了的晶粒,在终锻温度以上,通过再结晶可以恢复成等轴晶,但杂质始终保持着变形时的形态,锻造后,作为金属流动的痕迹,被遗留在锻件中。这种杂质在金属内有规律、定向分布的组织,形成纤维组织,也叫做锻造流线。流线使金属的性能在不同的方向上存在差异(各向异性),表现为沿着纤维方向的力学性能比垂直于纤维方向的好。形成锻造流线影响的大小,主要取决于金属在锻造过程中的变形方式和锻造比。模锻时更讲究流线问题。
在制定自由锻工艺时,应尽量使流线与工件所受的最大拉应力方向一致,而与外在剪切应力或冲击应力的方向垂直。例如高压容器的筒体锻造时最好扩孔完工,使环形(切向)纤维与筒体受压后的切向拉应力方向一致。

 

    金属的流线是金属在变形加工中较软的杂质被拉长形成的线,可已经热酸洗后观察。一般来讲,要求很高的模锻件要检查流线方向,设计模锻件时,要考虑余量均匀,后面加工中不允许大量切断流线。

钢锭经过锻造后,粗大不均的晶粒被打碎,通过再结晶,变成较细的均匀等轴晶。随着钢锭外形在锻造时的变化,晶粒沿变形方向被拉长、滑移、破碎,存在于晶粒之间的氧化物、硫化物及其它杂质也随之改变分布形态。变形了的晶粒,在终锻温度以上,通过再结晶可以恢复成等轴晶,但杂质始终保持着变形时的形态。

压力加工后,作为金属流动的痕迹,被遗留在锻件中。这种杂质在金属内有规律、定向分布的组织,形成纤维组织,也叫做加工流线。流线使金属的性能在不同的方向上存在差异(各向异性),表现为沿着纤维方向的力学性能比垂直于纤维方向的好。形成流线影响的大小,主要取决于金属在变形过程中的变形方式和变形比率。

在制定冷热变形加工工艺时,应尽量使流线与工件所受的最大拉应力方向一致,而与外剪切应力或冲击应力的方向垂直。例如高压容器的筒体锻造时最好扩孔完工,使环形(切向)纤维与筒体受压后的切向拉应力方向一致。

参考资料:

  • 《材料科学基础》  作者:潘金生,健民仝,田民波
  • 参考了网上的好多资料。

 

 
  • 本文由 smellycat Published on 2010年10月29日