बैकअप रोल की फोर्जिंग में अनुप्रस्थ दरारों का विश्लेषण

दरारें वर्तमान में फोर्जिंग उत्पादन के विकास और फोर्जिंग की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख मुद्दा है, और फोर्जिंग उद्योग में अनुसंधान और चर्चा का भी केंद्र है। नई सामग्रियों और फोर्जिंग प्रक्रियाओं पर शोध के साथ, फोर्जिंग में दरारें भी कई अलग-अलग रूप दिखाती हैं, जैसे घनी दरारें, अनुदैर्ध्य दरारें और अनुप्रस्थ दरारें। 2019 में, फोर्जिंग के दौरान ऊर्ध्वाधर दरारें अधिक गंभीर थीं और वीसी को परेशान करती थीं बैकअप रोल उत्पादों, मैनुअल सफाई मुश्किल बना रही है। उत्पादन प्रक्रिया के अनुकूलन, समावेशन नियंत्रण में सुधार और इस्पात पिंड की सतह की गुणवत्ता में सुधार करके, दरारें काफी हद तक सुधार हुई हैं, लेकिन फोर्जिंग प्रक्रिया में अनुप्रस्थ दरारों की समस्या अभी भी मौजूद है।

कंपनी के वी.सी. स्टील पिंड प्राकृतिक गैस द्वारा गर्म किया जाता है, जिसका ताप तापमान 1240 ~ 1260 डिग्री सेल्सियस होता है। वीसी स्टील पिंड का टन भार अपेक्षाकृत बड़ा होता है, आम तौर पर 50t से अधिक। इसे तीन आग से फोर्ज किया जाता है, पहली आग ऊपर उठती है और क्लैंप को दबाती है; दूसरी आग पियर को मोटा और लंबा किया जाता है। ; तीसरी आग तैयार उत्पाद को फोर्ज किया जाता है। आम तौर पर, दूसरी आग के बाद वीसी स्टील पिंड की सतह पर घनी अनुप्रस्थ दरारें दिखाई देंगी, और सतह के एक तरफ अधिक स्पष्ट होंगी। हालांकि, खुरदरापन प्रक्रिया के दौरान ऐसी दरारें स्पष्ट नहीं होती हैं। दूसरी आग बढ़ाव के बाद, स्टील पिंड की सतह पर घनी दरारें चित्र 1 में दिखाए अनुसार होती हैं।

चित्र 1 स्टील सिल्लियों की सतह पर घनी दरारों की स्थिति

स्टील की सिल्लियों को दूसरी आग में गढ़ा गया, भट्ठी में डाला गया और तापानुशीतन किया गया, और फिर सतह का नमूना लिया गया और उसका परीक्षण किया गया।

प्रक्रिया की समीक्षा

आमतौर पर यह माना जाता है कि अनुप्रस्थ दरारें या क्षेत्र दरारें की घटना सीधे दो पहलुओं से संबंधित होती है।

1) यदि अवशिष्ट तत्व मानक से अधिक हैं, जिसमें Cu और As आदि शामिल हैं, तो अपसेटिंग या ड्राइंग प्रक्रिया के दौरान क्षेत्र में दरारें दिखाई देंगी। इसलिए, गंभीर दरारों वाले क्षेत्रों का नमूना लिया गया, और स्पेक्ट्रल विश्लेषण के परिणाम तालिका 1 में दिखाए गए हैं।

तालिका 1 गंभीर दरार वाले क्षेत्रों (द्रव्यमान अंश) के वर्णक्रमीय विश्लेषण परिणाम (%)

रासायनिक संरचना परीक्षण के बाद, कोई भी हानिकारक तत्व मानक से अधिक नहीं पाया गया।

2) अत्यधिक फोर्जिंग हीटिंग तापमान के कारण ओवरबर्निंग। शुरुआती दिनों में, स्टील पिंड की हीटिंग प्रक्रिया के दौरान एक तरफ ओवरबर्निंग के कारण फोर्जिंग शाखा में गंभीर अनुदैर्ध्य दरार की समस्या का अनुभव हुआ। फोर्जिंग के बाद स्टील पिंड को गंभीर नुकसान हुआ। हालांकि, इस स्टील पिंड की अपसेटिंग प्रक्रिया के दौरान कोई दरार नहीं पाई गई, और वापस जाँच करने पर हीटिंग तापमान मानक से अधिक नहीं पाया गया।

हाई-स्पीड टूल स्टील की फोर्जिंग तकनीक

धातुविज्ञान विश्लेषण

(1) सामान्य स्थिति में मेटलोग्राफिक चरण का पता लगाएं जहां स्टील पिंड की सतह पर कोई दरार नहीं है। पॉलिश किए गए चमकीले स्थान की गहराई 1 ~ 2 मिमी है। संरचना पर्लाइट + कार्बाइड की एक छोटी मात्रा है, और कोई समावेशन नहीं पाया जाता है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है।

चित्र 2 सतह पर दरार-रहित स्थानों का मेटलोग्राफिक निरीक्षण

(2) दोष स्थान: स्टील पिंड की सतह पर गंभीर दरारों वाले क्षेत्र में मेटलोग्राफिक संरचना का पता लगाएं (कुल 3 बिंदु)। पॉलिश किए गए चमकीले स्थान की गहराई 4 ~ 5 मिमी है। संरचना फेराइट है और कोई समावेशन नहीं पाया जाता है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है।

चित्र 3 गंभीर क्षेत्रों में मेटलोग्राफिक संरचना का पता लगाना

साइट पर मेटलोग्राफिक निरीक्षण के दौरान, यह पाया गया कि देखने का पूरा क्षेत्र फेराइट संरचना से बना था, कोई पर्लाइट संरचना नहीं पाई गई थी, और डीकार्बराइजेशन परत की गहराई सामान्य भाग की तुलना में स्पष्ट रूप से अधिक गहरी थी।

(3) दोष स्थान नमूनाकरण: स्टील पिंड की सतह पर गंभीर दरारों वाले क्षेत्र का नमूनाकरण, स्थान चित्रा 4 में दिखाया गया है।

चित्र 4 स्टील सिल्लियों में सतही दरारें

लिए गए नमूने पर उच्च-आवर्धन मेटलोग्राफिक परीक्षण किया गया, जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है। चिह्नित क्षेत्र फेराइट संरचना है। मापने के लिए एक रूलर का उपयोग करें, जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, दरार के पास फेराइट संरचना (चित्र 5 में उज्ज्वल स्थान क्षेत्र) की गहराई 9 ~ 10 मिमी और चौड़ाई लगभग 10 मिमी है।

चित्र 5 चिह्नित क्षेत्र फेराइट संरचना है

चित्र 6 फेराइट संरचना गहराई

चित्र 7 और चित्र 8 की दो तस्वीरों की तुलना करने पर, यह देखा जा सकता है कि दरार के दोनों तरफ फेराइट ऊतक क्षेत्र का आकार स्पष्ट रूप से अलग है, और चित्र 5 (लाल रेखा) में चिह्नित क्षेत्र को छोड़कर, जो फेराइट संरचना है, अन्य पर्लाइट संरचना हैं। नमूने की धातु विज्ञान से पता चलता है कि फेराइट क्षेत्र का अनाज का आकार 6 से 10 स्तर है। स्टील पिंड की सतह पर फेराइट संरचना की उज्ज्वल स्थान गहराई का फिर से पता लगाएं, इसे 10 ~ 12 मिमी तक पॉलिश करें, और पर्लाइट संरचना का पता लगाएं।

चित्र 7 दरार स्थान पर सूक्ष्म संरचना में परिवर्तन

चित्र 8 फेराइट संरचना

इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विश्लेषण

दरार के दाहिने हिस्से (निचले हिस्से में काली रेखा द्वारा चिह्नित) को कुचलने के बाद, फ्रैक्चर सतह की सूक्ष्म आकृति विज्ञान का पता लगाया जाता है, जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है। चित्र 9 से यह देखा जा सकता है कि पर्लाइट संरचना क्षेत्र और फेराइट संरचना क्षेत्र की धातु चमक स्पष्ट रूप से भिन्न है। फ्रैक्चर की स्थिति का इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी निरीक्षण करें, जैसा कि चित्र 10 में दिखाया गया है।

चित्र 9 दरार की आकृति विज्ञान

चित्र 10 फ्रैक्चर स्थिति का पता लगाना

फ्रैक्चर की तस्वीरें दिखाती हैं कि चित्र 10a में एक संदिग्ध पत्थर जैसी फ्रैक्चर आकृति विज्ञान है। चित्र 10b में, पर्लाइट क्षेत्र में फ्रैक्चर पर कोई दरार संरचना नहीं पाई जाती है, लेकिन फ्रैक्चर में निष्क्रियता के लक्षण दिखाई देते हैं।

विश्लेषण

1) स्टील पिंड की सतह पर गंभीर अनुप्रस्थ दरारों वाले पक्ष पर, ऑन-साइट मेटलोग्राफी द्वारा कुल 5 बिंदुओं का पता लगाया गया (सामान्य स्थिति में 2 बिंदु और दरार की स्थिति में 3 बिंदु)। यह पाया गया कि सामान्य स्थिति में दो बिंदु सभी पर्लाइट संरचनाएं हैं, जबकि दरार की स्थिति में तीन बिंदु सभी फेराइट संरचनाएं हैं, जो दर्शाता है कि स्टील पिंड की सतह पर अनुप्रस्थ दरारें मौजूद क्षेत्र की सतह परत फेराइट संरचना है।

2) नमूने की फ्रैक्चर सतह पर दरार संरचना दिखती है जो भंगुर फ्रैक्चर सतह नहीं है, तथा फेराइट और पर्लाइट दोनों क्षेत्रों में अति ताप के लक्षण दिखते हैं।

3) मेटलोग्राफिक जांच में दरारों में पाया गया ऑक्साइड स्केल, खुरदरापन प्रक्रिया के दौरान स्टील पिंड की सतह संरचना में समस्याओं के कारण खराब तरलता के कारण हो सकता है। बाद में बढ़ाव के दौरान, ऑक्साइड स्केल का कुछ हिस्सा दरारों में दब सकता है।

निष्कर्ष  

स्टील पिंड की सतह पर अनुप्रस्थ दरार क्षेत्र में 10 मिमी गहरी फेराइट संरचना होती है, और उच्च तापमान फोर्जिंग प्रदर्शन खराब होता है, जिसके परिणामस्वरूप सतह पर घनी अनुप्रस्थ दरारें बनती हैं। मुख्य कारण यह है कि स्टील पिंड और बर्नर की संगत स्थिति और भट्ठी के स्थानीय वातावरण के बीच एक निश्चित संबंध होता है। स्टील पिंड की स्थिति को मानकीकृत करना और भट्ठी के वातावरण की एकरूपता का नियमित रूप से परीक्षण करना आवश्यक है।