Méthodes de traitement de forgeage et d'inspection de forgeage

Les pièces forgées sont réalisées en déformant des lingots d'acier ou en forgeant des ébauches en pièces d'une certaine forme et taille sous la pression d'un marteau ou d'une matrice de forgeage. Le processus de forgeage comprend le chauffage, la déformation et le refroidissement. Les méthodes de forgeage sont généralement classées en forgeage, emboutissage et laminage. Le forgeage consiste à appliquer une force de forgeage aux deux extrémités de l'ébauche, provoquant la déformation de la section transversale. L'emboutissage profond fait référence à l'application d'une force de forgeage sur le cercle extérieur de l'ébauche pour déformer l'ébauche. Portrait. Le laminage consiste d'abord à aléser et à poinçonner le flan, puis à insérer un mandrin pour appliquer une pression de forgeage sur le cercle extérieur. Il existe deux types de laminage : la déformation longitudinale et la déformation transversale. Parmi eux, l'emboutissage grossier est principalement utilisé pour les pièces forgées de gâteaux, et l'emboutissage long est principalement utilisé pour les pièces forgées d'arbres. Afin d'améliorer les propriétés structurelles des pièces forgées, des traitements thermiques tels que la normalisation, le recuit ou la trempe et le revenu doivent être effectués après le forgeage. Par conséquent, il existe deux sources principales de défauts dans le forgeage des pièces forgées à grains : l'une est causée par des défauts dans le lingot ; l'autre est causée par des défauts du lingot lui-même. L'autre est le processus de forgeage et les cavités de retrait, qui sont des défauts formés dans la tête de la pièce moulée lorsque les fissures refroidissent et rétrécissent. La quantité de tête coupée est insuffisante et reste. Il est plus fréquent dans les têtes de pièces forgées d’arbres. Il a un plus grand volume, est situé au centre de la section et a une plus grande extension axiale. Les cavités de retrait sont des pores et des cavités formés lorsque le lingot se solidifie et se rétrécit. Non éliminé en raison d'une déformation insuffisante lors du processus de forgeage. Selon leur origine ou leur nature, les inclusions peuvent être divisées en inclusions non métalliques intrinsèques, inclusions non métalliques extrinsèques et inclusions métalliques. Les inclusions non métalliques intrinsèques sont les produits de réaction des désoxydants, des éléments d'alliage, etc. contenus dans les lingots d'acier et les gaz. De petite taille, ils flottent souvent sur la fonte et finissent par se rassembler au centre et en tête du lingot.

Les inclusions étrangères non métalliques sont des matériaux réfractaires ou des impuretés mélangées lors des processus de fusion et de coulée. Ils sont plus gros et se retrouvent donc souvent mélangés dans la partie inférieure du lingot. Les inclusions non métalliques tombées accidentellement n’ont pas d’emplacement précis. Il existe de nombreuses causes de fissures dans les pièces forgées, telles que l'ajout de plus d'alliages et de tailles plus grandes lors de la fusion, les petites particules éclaboussées lors du coulage ou la chute de métaux différents dans des inclusions métalliques. Selon la cause de leur formation, les types de fissures peuvent être grossièrement divisés dans les catégories suivantes :

Fissures formées en raison de l'expansion de défauts métallurgiques (tels que des résidus de cavités de retrait) pendant le processus de forgeage. Fissures formées lors du traitement thermique en raison d'un processus de forgeage inapproprié (tel qu'une température de chauffage trop élevée, une vitesse de chauffage trop rapide, une déformation inégale, une déformation excessive, une vitesse de refroidissement). Si la température de chauffage est élevée pendant la trempe, la structure du forgeage sera grossière et des fissures se produiront facilement pendant la trempe. Des fissures apparaissent ; les fissures causées par un refroidissement inapproprié, une trempe intempestive ou inappropriée et les fissures causées par des contraintes résiduelles à l'intérieur de la pièce forgée. Le défaut causé par la partie saillante du fer en fusion pliée et incrustée dans la surface de la pièce forgée est appelé pliage, qui se produit principalement dans les pièces forgées. Coins internes arrondis et pointus. La couche d'oxyde sur la surface pliée peut empêcher les connexions métalliques dans cette partie. Les petites fissures dans l'acier forgé causées par la présence d'hydrogène sont appelées points blancs. Les taches blanches ont une grande influence sur les propriétés mécaniques de l'acier. Lorsque le plan du point blanc est soumis à une contrainte dans la direction verticale, la pièce en acier se brise soudainement. Les taches blanches ne sont donc pas autorisées sur l’acier. Les taches blanches apparaissent principalement dans l'acier à haute teneur en carbone, l'acier martensitique et l'acier bainitique. Aus, les taches blanches n'apparaissent généralement pas dans les aciers sternitiques et les aciers ferritiques à faible teneur en carbone. Les caractéristiques des défauts de forgeage sont liées à leur processus de formation. La structure du défaut de coulée est allongée dans la direction d'extension du métal pendant le processus de forgeage, et la structure fibreuse résultante est généralement appelée profilés métalliques. La direction des lignes métalliques représente généralement la direction principale d’extension du métal pendant le processus de forgeage. En plus des fissures, la plupart des défauts des pièces forgées, en particulier ceux provoqués par des défauts de coulée, ont tendance à suivre la direction des conduites d'écoulement du métal. Répartition directionnelle, qui est l'une des caractéristiques importantes des défauts de forgeage.

Les pièces forgées peuvent être inspectées par méthode de contact ou par immersion dans l'eau. Avec le développement de la technologie informatique et la compréhension approfondie des caractéristiques de la méthode d'immersion dans l'eau, telles qu'une détection automatique facile, moins de facteurs humains et une fiabilité de détection élevée, la méthode d'immersion dans l'eau est utilisée pour les pièces forgées importantes qui nécessitent une haute résolution et une sensibilité élevée. et une détection de haute fiabilité. De plus en plus utilisé pour les tests. La structure du forgeage est très fine et les effets d'atténuation et de diffusion des ondes sonores qui en résultent sont également relativement faibles. Par conséquent, des fréquences de détection parfois plus élevées (telles que supérieures à 10 MHz) peuvent être appliquées aux pièces forgées pour répondre aux exigences de détection haute résolution et obtenir une détection de plus petite taille. Le but de la détection des défauts.
En raison de la déformation du forgeage, les défauts des pièces forgées ont généralement une certaine directionnalité. Habituellement, la répartition et la direction des défauts métallurgiques sont liées à la direction des lignes d'écoulement de forgeage. Par conséquent, afin d'obtenir le meilleur effet de détection, la sélection de la surface incidente et de la direction du faisceau sonore lors de l'inspection du forgeage doit prendre en compte le processus de déformation et la direction simplifiée du forgeage, et la direction du faisceau sonore ultrasonique doit être perpendiculaire. au forgeage. La direction des lignes d'écoulement de forgeage doit être aussi cohérente que possible. Prenons l'exemple des pièces forgées. Les lignes de déformation du matriçage sont parallèles à la surface extérieure. Par conséquent, lors de l’inspection, il est généralement requis que la direction du faisceau ultrasonore soit perpendiculaire à la surface extérieure. Le scan doit suivre la forme de la surface extérieure. Une immersion dans l'eau est généralement requise. Les pièces forgées avec sondes de méthode ou de chemise d'eau sont souvent utilisées dans des composants critiques ayant des exigences de sécurité plus élevées. Par conséquent, leurs surfaces et leurs formes doivent généralement être traitées pour garantir que les pièces forgées ont une surface d'incidence sonore lisse pour répondre aux besoins de détection à haute sensibilité, tout en rendant leur apparence aussi proche que possible du timing. Détection de forgeage par ultrasons. En principe, elle doit être réalisée après le traitement thermique et avant les opérations de finition telles que le poinçonnage et le rainurage. Parce que complexe

les formes telles que les trous, les rainures, les marches, etc. formeront des zones que le faisceau sonore ultrasonique ne peut pas atteindre, augmentant les zones aveugles de détection, et en même temps, les ondes d'interférence sans défaut provoquées par la forme peuvent affecter la détection et l'identification des défauts . L'inspection après traitement thermique peut aider à détecter les défauts générés pendant le processus de traitement thermique, tels que les fissures liées au traitement thermique.

Les technologies couramment utilisées pour le test par ultrasons des pièces forgées comprennent : la détection à incidence directe d'ondes longitudinales, la détection à incidence oblique à ondes longitudinales, la détection d'ondes transversales, etc. Puisque la forme de la pièce forgée peut être complexe, parfois afin de trouver des défauts dans différentes directions, il est Il est nécessaire d'effectuer simultanément des inspections par ondes longitudinales et transversales sur la même pièce forgée. Parmi elles, la détection à incidence directe d’ondes longitudinales est la méthode de détection la plus élémentaire.

La plage de détection de défauts standard du détecteur de défauts à ultrasons de la série BSN900 est de 2,5-10000 mm (onde longitudinale pour l'acier). S'il existe des besoins particuliers, la plage maximale de détection des défauts pouvant être fournie est de 2,5-280000 mm.