[發明專利]一種鋼鐵材料可鍛性測試方法及裝置

有效

• 申請號: 201710563712.8
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107328668B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 李祖來;張飛;山泉;蔣業華;周榮;陳奉銳;張亞峰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N3/34
• 分類號: G01N3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種鋼鐵材料可鍛性測試方法及裝置，對鍛坯進行鍛造，采集得到鍛坯鍛造過程及產生裂紋情況，根據坯料在鍛造過程中是否產生裂紋及產生裂紋長度、寬度和數量等形態來判斷其可鍛性，其裝置包括PLC控制器、隔板、裂縫綜合測試儀、電動機Ⅰ、小齒輪、大齒輪、支架、連桿Ⅰ、凸輪、連桿Ⅱ、壓縮活塞、壓縮氣缸、上氣閥、下氣閥、工作氣缸、工作活塞、錘桿、錘頭、上砧塊、下砧塊、下模底座、履帶、傳動齒輪、電動機Ⅱ、紅外測溫儀；本發明的測試方法可從一定程度上檢驗鋼鐵材料是否具有可鍛性，工藝簡單，成本低，從而根據其可鍛程度優化材料成分及鍛造工藝，減少鍛造過程中的工作量和廢品率，提高鍛造工作效率，獲得較大的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種鋼鐵材料可鍛性測試方法及裝置，屬于金屬材料鍛造技術領域。

背景技術

鋼鐵材料的可鍛性是在進行壓力加工時，通過加工改變其形狀而使其不產生裂紋的性能，包括在高溫熱態或冷態下所進行得錘鍛、軋制、拉伸、擠壓等加工方式。鋼鐵材料經過鍛造后其耐磨性、抗拉強度、韌性均有不同程度的提高。耐磨鋼中的高錳鋼鍛造工藝性能和機械加工性能較差，導致其主要在鑄造狀態下處理后通過產生加工硬化提高耐磨性，較難獲得鍛態高錳鋼耐磨件，高錳鋼的耐磨性能得不到充分發揮，在一定程度上也限制了高錳鋼的使用。高錳鋼鍛造后改善了機械性能，可進行車削、鉆孔等為鍛造耐磨奧氏體高錳鋼的服役性能打下良好的基礎。鍛造裂紋是鍛造過程中非常嚴重的一個問題，其影響到材料的使用性能，鋼鐵材料在使用過程中的斷裂占了其失效一定的比重，主要是使用過程中受到應力過大、材料變形等因素的影響產生裂紋等缺陷導致材料斷裂，因此在投入使用前了解材料的鍛造性能，對于可否利用鍛造來改善性能及在使用過程中預防裂紋產生具有重要的意義。

目前，國內實際生產應用過程中對于材料是否具有可鍛性主要根據各種檢測手段如探傷等來判斷，對于大批量生產及鍛造工藝而言，成本較大，周期長，對于鍛造過程中鍛坯的鍛造變化情況及裂紋產生的在線檢測研究較少。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種鋼鐵材料可鍛性測試方法及裝置，通過鍛造設備對鍛坯進行鍛造，在線監測并采集得到的鍛坯鍛造過程及產生裂紋情況，從而根據坯料在鍛造過程中是否產生裂紋及產生裂紋長度、寬度和數量等形態來判斷其可鍛性，為進一步分析材料的鍛造性能和批量生產提供一定的指導作用。

本發明的目的在于提供所述鋼鐵材料可鍛性測試方法，具體步驟如下：

（1）鍛坯預處理：將鍛造坯料在加熱爐中快速加熱至鍛件的始鍛溫度，保溫3~5min后取出；

（2）將步驟（1）得到的預處理過的鍛坯放置在測試裝置上，進行鍛造測試；

（3）當達到鍛件的終鍛溫度時，鍛造完成，將采集到的數據保存，關閉測試裝置，將鍛坯進行堆冷處理至室溫，根據在線監測和采集的結果進行分析，并進一步檢測其表面是否具有明顯的宏觀裂紋，根據裂紋的長度、寬度及數量判斷鍛件可鍛性。

所述鍛坯為碳鋼，可為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。

所述鍛造溫度根據材料類型選擇，碳鋼的始鍛溫度為1000~1200℃，終鍛溫度為810~850℃。

步驟（1）所述加熱升溫速率為1.8~7.5℃/s。

步驟（3）所述可鍛性的判斷方法，對于所產生的裂紋長度（L）、寬度（W）和數量（n）進行判斷：

?①?L＜10mm，W＜2mm，n＜2，鋼鐵材料可鍛；

?②?10mm≤L＜30mm，W＜2~3mm，n＜2~4，鋼鐵材料內部檢測，裂紋是否由鍛坯表面延伸至內部厚度1/2以上，裂紋延伸深度小于內部深度1/2則進行返修，若返修后符合其使用標準，則鋼鐵材料可鍛，否則材料不可鍛；

③?L≥30mm，W≥3mm，n＞4，其可鍛性差或鋼鐵材料不可鍛。