Maßnahmen zur Reduzierung von Schmiederissen in Stützwalzenstahlblöcken

Zusammenfassung: Angesichts des schwerwiegenden Problems der Schmiederisse, das in Stützwalzenstahlbarren auftritt, werden die Faktoren, die die Oberflächenqualität des Stahlbarrens beeinflussen, und die Ursachen für Schmiederisse unter den Gesichtspunkten Zusammensetzung, Schmelzen, Barrengießen, Entformen, Warmzufuhr, Erhitzen und Schmieden analysiert. Außerdem wurden Maßnahmen zur Reduzierung von Schmiederissen in Stahlbarren vorgeschlagen.

Schlüsselwörter: Stützwalze Stahlbarren; Schmiederiss; Spannung

Während des Schmiedeprozesses von Stützwalze Bei Stahlbarren waren sichtbare Risse auf der Oberfläche des Barrenkörpers schon immer ein Problem, das Techniker beunruhigte. Wenn die Rissdefekte geringfügig sind, können sie durch Sauerstoffblasen oder Flammschälen gerettet werden. Wenn der Rissdefekt schwerwiegend ist, wird er direkt verschrottet, was zu erheblichen wirtschaftlichen Verlusten führt. Dieser Artikel führt eine vorläufige Analyse der Faktoren durch, die zu Oberflächenrissen auf dem Stützwalzenstahlbarren aus theoretischer Sicht führen, und sucht nach wirksamen Kontrollmethoden.

Crack-Übersicht

Bei Stützwalzenstahlbarren treten beim Stauchen häufig glatte Risse auf, während des KD treten Querrisse auf und beim Pressen des Walzenspalts treten sogar Risse auf. Da der Anfasprozess großer Stahlbarren abgebrochen wurde, wurde der Barrenkörper vor dem Stauchen noch nicht geschmiedet. Um festzustellen, ob die Risse durch den Stahlbarren selbst oder durch Schmieden oder Erhitzen verursacht wurden, haben wir die Oberflächenqualität des Stahlbarrens während des gesamten Prozesses vom Entformen über den Heißtransport bis zum Schmieden sorgfältig geprüft. Es wurde festgestellt, dass einige Stahlbarren nach dem Entformen feine Querrisse oder glatte Risse auf der Oberfläche aufwiesen. Einige Stahlbarren, die vor dem Eintritt in den Heizofen keine Oberflächenrisse aufwiesen, wiesen beim Pressen des Walzenspalts feine gerade Linien oder feine horizontale Risse auf der Oberfläche des Barrenkörpers auf. Es kann festgestellt werden, dass einige der Risse, die während des Schmiedeprozesses der Stahlbarren auftraten, in den Stahlbarren selbst vorhanden sind, aber nicht entdeckt wurden. Da keine Abschrägung vorhanden ist, sind die meisten Risse an der Pressspaltmündung unter der Oxidschicht verborgen. Gleichzeitig sind einige der Risse dünn und kurz, was ihre Bestätigung erschwert.

Es ist sicher, dass die Rissformen und der Zeitpunkt des Auftretens unterschiedlich sind und die Ursachen unterschiedlich sein müssen. Die Faktoren, die die Oberflächenqualität von Stahlbarren beeinflussen, und die Ursachen von Schmiederissen werden anhand der Zusammensetzung, des Schmelzens, des Barrengießens, des Entformens, der Warmzufuhr, des Erhitzens und des Schmiedens nacheinander analysiert und Maßnahmen zur Reduzierung von Schmiederissen in Stahlbarren vorgeschlagen.

Analyse des Herstellungsprozesses

Chemische Zusammensetzung

Unter Massenproduktionsbedingungen konzentrieren sich Risse auf die Stützwalzenstahlbarren aus YB-65, YB-70 und YB-75. YB-75 weist die höchste Rissrate auf, gefolgt von YB-65. YB-70 und YB-75 bestehen aus Cr5, YB-65 besteht aus Cr4, der Kohlenstoffgehalt von YB-65 und YB-75 beträgt 0,45% ~ 0,55% und der Kohlenstoffgehalt von YB-70 beträgt 0,48% ~ 0,58%. Diese drei Materialien können als Legierungszusätze zu mittelkohlenstoffhaltigem Stahl angesehen werden. Die Warmrissbeständigkeit der Gussstruktur von mittelkohlenstoffhaltigen Stahlmaterialien mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,4% und 0,6% ist relativ gering. Mittelkohlenstoffhaltige Stahlbarren aus Materialien wie 42CrMo und 45 mit dem gleichen Kohlenstoffgehalt in diesem Bereich werden beim Schmieden ebenfalls ernsthafte Risse aufweisen, aber die Produktionscharge ist klein und erregt keine Aufmerksamkeit. Tatsächliche Zusammensetzungsstatistiken zeigen, dass der Kohlenstoffgehalt von YB-70 höher ist als der von YB-65 und YB-75 und der Mn-Gehalt von YB-65 höher ist als der von YB-75. Dies zeigt, dass C- und Mn-Elemente die Heißrissbeständigkeit dieser drei Stützrollenmaterialien beeinflussen und einen gewissen Einfluss auf die Bildung von Rissen in Stahlbarren haben. Unter der Voraussetzung, dass der Zusammensetzungsspezifikationsbereich unverändert bleibt, wird daher die Verwendung von computergestützten Materialwissenschaftsmethoden zum Entwerfen und Anpassen der Legierungszusammensetzung dazu beitragen, die Rissneigung des Stützrollenstahlbarrens zu verringern. Darüber hinaus werden Cu, Pb, Sn, As und andere Elemente und ihre Verbindungen in den Korngrenzen angereichert, was die Korngrenzenfestigkeit verringert. Dies ist auch einer der Gründe für die Entstehung von Rissen. Der Gehalt der oben genannten Elemente in Rohstoffen und Stahlschrott muss streng kontrolliert werden.

Schmelzen und Blockguss

Schmelzen

Der hohe Gehalt an Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel und nichtmetallischen Einschlüssen im Stahl verringert die Festigkeit und Plastizität des Stahls in unterschiedlichem Maße. Daher müssen Erze, Flussspat und Ferrolegierungen gut gebrannt werden und Ferrosiliziumpulver, Aluminiumpulver, Calciumsilikatpulver, Elektrodenpulver und Kohlenstoffpulver müssen getrocknet werden, und in der Regenzeit gelten strenge Anforderungen. Insbesondere muss der Kalk gründlich gebrannt werden, und es muss darauf geachtet werden, dass während des Transports und der Lagerung keine Feuchtigkeit entsteht, um sicherzustellen, dass die Zeit außerhalb des Ofens nicht länger als 24 Stunden beträgt. Der Oxidationsvorgang muss verstärkt werden, um sicherzustellen, dass die Entkohlung nicht weniger als 40% beträgt, um die Entkohlungsintensität sicherzustellen und ein gutes Schmelzbad zu bilden, das dem Aufschwimmen und der Beseitigung von Einschlüssen förderlich ist. Darüber hinaus muss die zugesetzte Aluminiummenge streng kontrolliert und der Stickstoffgehalt so weit wie möglich reduziert werden. Zu viel Aluminium führt dazu, dass die AlN-Niederschlagsoberfläche beim Schmieden reißt.

Blockguss

(1) Gießtemperatur

Durch Datenstatistiken wurde festgestellt, dass der Stahlbarren anfällig für Risse ist, wenn die Gießgeschwindigkeit konstant und die Gießtemperatur zu hoch ist. Dies liegt daran, dass unter der Annahme, dass die Kühlleistung der Stahlbarrenform unverändert bleibt, die Erhöhung der Gießtemperatur dazu führt, dass die Kühlschicht des Barrens dünner wird. Unter der Einwirkung des statischen Drucks der Schmelze treten Probleme wie Rissbildung und das Entweichen von Einschlüssen in der Stahlschmelze auf. Gleichzeitig wird der Stahlbarren bei zu hoher Gießtemperatur leicht mit der Stahlbarrenform verschweißt, was das Entformen erschwert und den Stahlbarren anfällig für Risse macht. Zweitens ist bei hoher Gießtemperatur der Temperaturgradient an der Erstarrungsfront groß, sodass der fest-flüssige Zweiphasenbereich schmal ist, die primären Dendriten im Zweiphasenbereich kurz sind und der Abstand zwischen den primären Dendriten ebenfalls klein ist. Daher ist die lineare Schrumpfung der Seitenfläche, die durch die nach innen gerichtete Schrumpfung der gesamten Stahlbarrenschale verursacht wird, groß. Wenn die Längsschrumpfung behindert wird, können leicht Querrisse entstehen. Wenn die Querschrumpfung behindert wird, ist die Tendenz zu glatten Rissen größer. Darüber hinaus wird das feuerfeste Material bei zu hoher Gießtemperatur stark erodiert und die Einschlüsse im Stahl nehmen zu.

(2) Gießgeschwindigkeit

Beruhigter Stahl ist im Allgemeinen recht empfindlich gegenüber Oberflächenrissen, daher sollte er langsam und angemessen gegossen werden, wobei jedoch das Aufschwimmen nichtmetallischer Einschlüsse gewährleistet sein sollte. Die Gießgeschwindigkeit sollte entsprechend der Gießtemperatur angepasst werden. Bei hohen Gießtemperaturen wird langsam gegossen. Bei niedrigen Gießtemperaturen sollte dagegen schnell gegossen werden. Dies liegt daran, dass langsames Gießen einer Absenkung der Temperatur des geschmolzenen Stahls entspricht und schnelles Gießen einer Erhöhung der Temperatur des geschmolzenen Stahls in der Form. Um die Einspritzgeschwindigkeit innerhalb des angegebenen Bereichs zu steuern, muss verhindert werden, dass sich die Düse ausdehnt. Stahlbarren aus rissempfindlichen Stützrollen müssen gleichmäßig und langsam gegossen werden, um die Kühlschicht des Stahlbarrens zu verdicken, die Konvektionszirkulation des Stahlbarrens zu schwächen, den statischen Druck des geschmolzenen Stahls zu verlangsamen und das Auftreten von Heißrissen zu verhindern.

(3) Angusssystem

Das gesamte Gießsystem muss sauber gehalten werden und das Brennen muss verstärkt werden, um zu verhindern, dass der flüssige Stahl in nichtmetallische Einschlüsse wie feuerfeste Materialien eindringt. Wenn sich konzentrierte nichtmetallische Einschlüsse auf der Oberfläche und unter der Oberfläche des Stahlbarrens befinden, ist die Gefahr von Rissen im Stahlbarren am größten.

Folgende Maßnahmen können für den gesamten Barren getroffen werden:

1) Verwenden Sie zum Bau der Pfanne feuerfeste Materialien mit guter Schlackenbeständigkeit.

2) Nachdem die Stahlbarrenform in die Vakuumkammer abgesenkt wurde, stellen Sie sicher, dass die Mittelposition ausgerichtet ist, um eine lokale Ausdünnung der Kühlschicht durch exzentrisches Gießen des Stahlbarrens zu vermeiden.

3) Kontrollieren Sie die Einspritztemperatur und die Einspritzgeschwindigkeit streng, erreichen Sie bei hohen Temperaturen eine langsame Einspritzung und bei niedrigen Temperaturen eine schnelle Einspritzung, damit der geschmolzene Stahl stetig aufsteigt.

4) Im Sommer sollte die Temperatur der Stahlbarrenform vor dem Gießen nicht zu hoch sein. Gleichzeitig sollten übermäßige Unterschiede in der Dicke der Abschreckschicht des Stahlbarrens vermieden werden, die durch ungleichmäßige Temperaturen in der Stahlbarrenform verursacht werden.

5) Legen Sie ein Asbestseil zwischen die Isolierkappe und die Stahlbarrenform, um zu verhindern, dass der Stahl in den Spalt eindringt und hängen bleibt und die Längsschrumpfung behindert. Unter der Einwirkung der Zugkraft des Barrengewichts zieht das Steigende des Stahlbarrenkörpers den schwachen Teil der Kühlschicht und lässt ihn reißen, was zu Querrissen führt.

6) Achten Sie beim Schleifen der Unterseite der Stahlbarrenform darauf, dass es an der Düse des Stahlbarrens nicht zu Sauerstoffverbrennungen kommt und dass sich am Düsenende des Barrenkörpers Querrisse aufgrund der losen Verbindung zwischen der Barrenform und dem Chassis bilden und dass durch das Eindringen von geschmolzenem Stahl Grate entstehen, die die Längskondensationsschrumpfung des Stahlbarrens behindern.

7) Verstärken Sie das Schleifen der Innenwand der Barrenform. Wenn es zu rau ist und ernsthafte Risse und Löcher aufweist, behindert es das Schrumpfen des Stahlbarrens und verursacht Risse.

Abkühlen und Entformen von Stahlbarren

Beim Abkühlen des Stahlbarrens erstarren die Innen- und Außenschicht nicht gleichzeitig. Wenn die Außenschicht zu einer Schale erstarren, übt der nicht erstarrte geschmolzene Stahl im Inneren einen statischen Druck auf die äußere Stahlschale aus und versucht, die Schale auseinanderzureißen. Gleichzeitig besteht während des Erstarrungsprozesses des Stahlbarrens ein großer Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außenschicht, da die Temperatur der Oberflächenschicht schneller sinkt als die der Innenschicht. Dieser Unterschied führt dazu, dass die Volumenschrumpfung der Innen- und Außenschicht des Stahlbarrens inkonsistent ist. Der Teil der Oberflächenschicht, der zuerst schrumpft, muss durch den nicht geschrumpften Teil der Innenschicht behindert werden, um thermische Spannungen zu erzeugen. Darüber hinaus kommt es beim Abkühlen von Stahl auf 650 °C zu einer Strukturumwandlung, die von einer plötzlichen Volumenausdehnung begleitet wird. Aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen Innen- und Außenschicht erfolgt diese Volumenausdehnung zwangsläufig nicht gleichzeitig. Beispielsweise wurde das Oberflächengewebe umgewandelt und das Volumen schrumpft gemäß dem normalen Abkühlungsprozess, während die innere Gewebeumwandlung stattfindet und das Volumen sich ausdehnt. Die ausgedehnte Innenschicht verleiht der Oberflächenschicht zwangsläufig eine deutliche Zugspannung. Wenn die Summe dieser drei Spannungen die Korngrenzenfestigkeit überschreitet, treten im Stahlbarren Risse auf. Risse treten häufig unter der Außenhaut des Stahlbarrens auf und weiten sich beim Schmieden zu Oberflächenrissen aus. Daher ist es notwendig, ein vorzeitiges Entformen von Stahlbarren zu vermeiden und thermische Spannungen zu beseitigen, die durch Volumenschrumpfung beim Abkühlen des Barrens und Temperaturabfall verursacht werden, sowie strukturelle Spannungen, die durch Strukturumwandlung durch langsames Abkühlen verursacht werden. Zu den möglichen Maßnahmen gehören:

(1) Es ist eine angemessene Entformungszeit festzulegen, um die Entformung des Stahlblocks nach dem Phasenwechsel zu ermöglichen.

(2) Vermeiden Sie nach dem Entformen Regen oder Feuchtigkeit.

Warmlieferung und Erwärmung von Stahlbarren

Bei der tatsächlichen Produktion, wenn große Stahlbarren heiß in den Ofen transportiert werden, ist es schwierig, dass die Oberflächentemperatur des Stahlbarrens (ein Drittel der Entfernung vom Steigende des Barrenkörpers) 650 °C überschreitet, und die Oberflächenschicht des Stahlbarrens kann grundsätzlich identifiziert werden. Insbesondere hat die Strukturumwandlung am Düsenende des Stahlbarrens stattgefunden. Während des Erhitzens sind Oberflächenrisse auf die Tiefe der Austenitkorngrenzen beschränkt und dringen nicht tief in das Innere entlang der Korngrenzen ein, wo Einschlüsse angereichert sind. Stahlbarren mit einer Oberflächentemperatur von über 550 °C können direkt in einem Hochtemperaturofen erhitzt werden. In der frühen Phase des Erhitzens sind die Strahlungs- und Konvektionswärmeübertragung im Ofen besonders stark und die Oberflächentemperatur des Stahlbarrens steigt schnell an. In der späteren Phase, wenn die Oberflächentemperatur des Stahlbarrens zunimmt, nimmt die Strahlungs- und Konvektionswärmeübertragung ab und die Anstiegsrate der Oberflächentemperatur des Stahlbarrens verlangsamt sich. Da das Düsenende des heiß zugeführten Stahlbarrens 100–150 °C niedriger liegt als das Steigrohrende und der Durchmesser des Düsenendes klein ist, erwärmt sich das Düsenende am schnellsten und erträgt die größte thermische Belastung durch den Temperaturunterschied. Wenn der Stahlbarren auf etwa 750 °C erhitzt wird, findet eine Phasenumwandlung statt, die strukturelle Spannungen verursacht. Gleichzeitig ist die Plastizität des Stahlbarrens bei 550–750 °C gering. Wenn die Heizrate zu hoch ist, überlagern sich enorme thermische Spannungen und strukturelle Spannungen, was zu glatten Rissen auf der Oberfläche des Stahlbarrens führt. Wenn der Stahlbarren auf 750–1200 °C erhitzt wird, nimmt die Plastizität des Metalls stark zu und die strukturelle Spannung und die thermische Spannung verschwinden. Zu den möglichen Maßnahmen gehören:

(1) Heißlieferung der Stahlblöcke und Beladung der Öfen, um Verzögerungen zu vermeiden.

(2) Das Erhitzen der Oberfläche des Stahlbarrens auf 750 °C sollte möglichst langsam erfolgen, um übermäßige Spannungen zu vermeiden.

(3) Der heiß transportierte Stahlbarren wird nach der Phasenumwandlung erhitzt, um die Gefahr von Einschlüssen und mikroskopischen Lunkerbildungen durch Verbesserung der rekristallisierten Stängelkristalle zu verringern.

(4) Die Heiztemperatur des Stauchfeuers wird auf 1270 °C erhöht, um die ausgefällte Phase vollständig aufzulösen, die Mikroseigerung zu verbessern, die Struktur zu homogenisieren und die Plastizität der Gussstruktur des Stahlbarrens zu verbessern. Es ist jedoch notwendig, die maximale Heiztemperatur (Ofentemperatur) so zu steuern, dass sie 1270 °C nicht überschreitet, um ein Überbrennen zu vermeiden und ein zu langes Verbleiben bei hoher Temperatur zu vermeiden.

Schmieden

Bei Stützwalzenstahlbarren, deren Material anfällig für Risse ist, sollte die Anfasung am Pressspalt wiederhergestellt werden. Durch kleine Verformungen der Oberfläche können beim Schweißen Defekte wie subkutane Mikrorisse auf der Oberfläche des Stahlbarrens auftreten. Gleichzeitig wird das Oberflächenmetall vom gegossenen in den geschmiedeten Zustand überführt und die Hochtemperaturplastizität wird deutlich verbessert, sodass die Oberfläche des Stahlbarrens beim Stauchen keine Risse aufweist. Durch das Anfasen kann auch die Eisenoxidschicht vom Barrenkörper entfernt und Risse, die unter der Eisenoxidschicht verborgen sind, so schnell wie möglich erkannt werden. Wenn auf der Oberfläche glatte Risse mit einer Länge von mehr als 100 mm vorhanden sind, müssen diese einzeln durch Einblasen von Sauerstoff entfernt werden, um zu verhindern, dass sich die Risse während des Stauchens ausdehnen und vertiefen.

Während des Stauchens treten häufig Risse auf den konkaven Oberflächen zwischen den Kanten des Stahlbarrens auf. Die Rissausbreitungsrichtung ist gerade oder schräg bei etwa 45° oder eine Kombination aus beidem. Dies liegt daran, dass die Kanten des Stahlbarrens nach dem Gießen des Stahlbarrens gute Wärmeableitungsbedingungen und eine schnelle Abkühlung aufweisen. Die Kühlschicht ist dicker als die konkave Oberfläche zwischen den Kanten und fungiert als „Verstärkungsrippe“. Während des Stauchens einiger Stahlbarren sind bereits Risse aufgetreten, bevor die Trommelform deutlich wird. Die Risse befinden sich meist am Düsenende des Barrenkörpers, gefolgt vom mittleren Teil des Barrenkörpers (dem maximalen Durchmesser der Trommelform), und Risse treten selten am Steigende des Barrenkörpers auf.

Aufgrund der Reibung zwischen der Düsenendfläche des Stahlbarrens und der Stauchdeckelplatte (oder dem Amboss) während des Stauchens und des Unterschieds im Querschnittsradius des Stahlbarrens verformt sich der Stahlbarren während des Stauchens ungleichmäßig, und es entsteht eine große Druckspannung in axialer Richtung des Stahlbarrens. Aufgrund der ungleichmäßigen Verformung in der peripheren Verformungszone an der Seitenfläche des Stahlbarrens tritt eine ringförmige (tangentiale) Zugspannung auf. Die Spannung wirkt senkrecht zur Kristallisationsrichtung und wird näher an der Oberfläche größer. Gleichzeitig schwächt sich die radiale Druckspannung ab und wird näher an der Oberfläche kleiner. Die Stauchverformung wird oberhalb der Gleichfestigkeitstemperatur des Metalls durchgeführt, und die Korngrenzenverformung ist groß. Gleichzeitig sammeln sich aufgrund der gut entwickelten säulenförmigen Körner von Stahlbarren häufig eine große Anzahl metallurgischer Defekte, nichtmetallischer Einschlüsse und mikroskopischer Schrumpfungslöcher an den Korngrenzen an, was die säulenförmigen Korngrenzen trennt und die Bindungsfähigkeit zwischen den Körnern stark verringert. Die makroskopische Erscheinung ist, dass die Plastizität des säulenförmigen Kristallbereichs gering ist. Wenn die Zugspannung groß genug ist, verursachen säulenförmige Einschlüsse an den Korngrenzen intergranulare Risse und bilden Mikrorisse, die sich dann ausdehnen und verbinden, um große Risse zu bilden, die senkrecht zur Oberfläche verlaufen. Wenn die Stauchentformungsgeschwindigkeit langsam ist, können sich Risse nur in der säulenförmigen Zone ausdehnen und können sich nicht bis zur Zone mit hoher Plastizität auf der Oberfläche ausdehnen. Während des Stauchens gibt es die maximale Scherspannung in der Richtung in einem Winkel von 45° zur Achse, sodass der Bereich mit geringer Plastizität, der reich an Einschlüssen auf der Oberfläche des Stahlbarrens ist, zu schrägen Rissen in einem Winkel von 45° neigt. Darüber hinaus dehnen sich die im Stahlbarren selbst vorhandenen Spannungsrisse unter Einwirkung zusätzlicher Zugspannung auch nach außen zur Oberfläche des Stahlbarrens aus. Mit zunehmender Reduktion wird die erzeugte Trommelform unvermeidlich allmählich größer, was zu einer zunehmenden Umfangszugspannung auf der Seitenfläche führt. Der Spannungszustand an den vorhandenen Mikrodefekten an der Außenseite des größten Abschnitts der Trommel erreicht einen kritischen Wert, es bilden sich mikroskopische Risse und durch fortgesetztes Stauchen entstehen Längsrisse an der Seitenfläche. Folgende Maßnahmen können ergriffen werden:

(1) Da der Zweck des Stauchens darin besteht, das Schmiedeverhältnis für den nächsten Schritt der Dehnung und Verdichtung zu erhöhen, ist der Verdichtungseffekt sehr gering. Bei der Formulierung des Schmiedeprozesses ist es am besten, keine Stauchentformung anzuwenden und dem Barrentyp mit einer Stahlbarrenlänge und einem Schmiedeverhältnis von mehr als 3 den Vorzug zu geben, beispielsweise bei der Formulierung eines Prozesses zur Herstellung von zwei Stücken aus einem Barren.

(2) Der Stahlbarren wird zum Erhitzen in den Ofen zurückgeführt, wenn die Temperatur ungleichmäßig ist. Da die Temperatur jedes Teils ungleichmäßig ist, ist die Plastizität jedes Teils unterschiedlich und der Ausrichtungseffekt während der Verformung verursacht lokale Risse.

(3) Bei der Planung des Schmiedeprozesses ist zu beachten, dass der Stauchverlust kleiner sein muss als der zulässige Bereich der Materialplastizität.

(4) Der Stahlblock wird auf die für den Werkstoff maximal zulässige Temperatur erhitzt, um den zum Stauchen erforderlichen Druck zu verringern.

(5) Beim Stauchen sollte die Pressgeschwindigkeit so langsam wie möglich sein und die maximale Kapazität der hydraulischen Presse sollte zum Stauchen nicht genutzt werden.

(6) Verwenden Sie zum Stauchen eine konkave Stauchabdeckung. Während des Stauchvorgangs der konkaven Stauchabdeckung wird die Vergrößerung des Enddurchmessers fast ausschließlich durch das Umdrehen des Seitenmetalls verursacht, und die zusätzliche Zugspannung an der Außenfläche des Düsenendes ist geringer als die der flachen Stauchabdeckung.

Beim Herausziehen von KD treten Querrisse auf der Seitenfläche auf. Es kann davon ausgegangen werden, dass bei großen Vorschub- und Reduktionsmengen die Verformung des Mittelteils der Achse groß ist und die Seitenfläche in axialer Richtung einer größeren Zugspannung ausgesetzt ist. Da die Vorder- und Rückseite der Verformungszone nicht mit der Ambossoberfläche in Kontakt stehen, ist der Einfluss des Reibungswiderstands sehr gering. Wenn dies die Zone mit geringer Plastizität ist, in der Einschlüsse relativ konzentriert sind, können leicht Querrisse an der Oberfläche entstehen. Die wichtigste Gegenmaßnahme besteht darin, die Reduktionsmenge und die Reduktionsrate entsprechend zu steuern und nicht die maximale Kapazität der Hydraulikpresse zum Herausziehen der Länge zu nutzen. Wenn während des KD die Oberfläche des Stahlbarrens selbst eine gute Plastizität aufweist oder sogar lokale Querrisse aufweist, können die Risse durch lokale plastische Verformung abgestumpft und abgeflacht werden.

Da der Spitzenradius der Rissspitze gegen Null tendiert und die Spitzenspannung gegen unendlich tendiert, wird sich der Riss während des nachfolgenden Schmiedeverformungsprozesses schnell ausdehnen. Unabhängig davon, ob es sich um einen Querriss oder einen Längsriss handelt, muss der Riss, wenn er relativ scharf ist, rechtzeitig entfernt werden, um die Entstehung von Rissen beim weiteren Schmieden zu vermeiden, die dazu führen, dass der Stahlbarren stark zerrissen und verschrottet wird.

Abschluss

Schmiederisse in Stützwalzenstahlbarren werden in den meisten Fällen durch eine Kombination von Faktoren verursacht. Der Hauptgrund für Risse ist, dass die Spannung an der Rissquelle die Festigkeitsgrenze des Stahls an dieser Stelle und unter den Arbeitsbedingungen überschreitet. Um Risse zu verhindern, muss daher das Management verstärkt werden, angefangen bei der Zusammensetzungsgestaltung und -kontrolle des Stahls, über die strenge Kontrolle der Einschlüsse im Stahl, die strenge Kontrolle der Gieß-, Abkühlungs- und Erwärmungsprozesse des Stahlbarrens bis hin zur Formulierung eines angemessenen Schmiedeprozesses.