锻造裂纹地研究现状.pdfVIP

第七届华北（扩大）塑性加工学术年会论文集 锻造裂纹的研究现状 段兴旺，刘建生 太原科技大学 太原 030024 摘要：本文针对裂纹是锻造中十分常见缺陷的问题，介绍了目前断裂理论方面和锻造裂纹实 践方面的研究现状，指出了锻造裂纹研究存在的问题，提出了关于锻造裂纹研究的几点建议。 关键词：锻造裂纹；缺陷；断裂理论 The present research situation of forging cracks Duan Xing-wang , Liu Jian-sheng (Taiyuan University of Science and Technology, Taiyuan ,china 030024) Abstract: In this paper,aiming at the problem of cracks being extremely common defects in forging,the present research situations are introduced in fracture theory and forging cracks practice.The existing problems are pointed out in forging cracks research. Some suggestions on forging cracks research are proposed. Keywords: forging cracks; defects; fracture theory 1 前言 裂纹是锻造中十分常见缺陷，是当前影响锻造生产发展和锻件质量的突出问题，也是锻 造行业研究讨论的热点、难点课题。多年来，关于锻造裂纹的研究，投入了大量的人力、物 力，进行了比较深入广泛的研究，取得了许多科学实用的结果。如何继承发扬前人的研究成 果，结合现实情况进一步应用创新，提高分析解决问题的水平，是当前需要研究讨论的课题。 锻造工艺过程中裂纹的产生与受力情况、变形金属的组织结构、变形温度和变形速度等有 关。 应力状态、变形温度和变形速度是裂纹产生和扩展的外部条件；金属的组织结构是裂 纹产生和扩展的内部依据。前者是通过对金属组织及对微观机制的影响而对裂纹的发生和扩 展发生作用的[1] 。 2 目前锻造裂纹的研究现状 2.1 断裂理论方面的研究[2-11] 金属材料的成形极限往往受到韧性破坏的限制。为此 ,人们希望能有一个简单易行的韧 性断裂准则 ,以便对材料出现韧性断裂的条件进行预测。许多学者在这方面作了大量的工 作 ,迄今已提出过形形色色的韧性断裂判据及相应参数，不同的断裂准则将不同的因素作为 导致材料破坏的主要因素 ,现将其中有代表性的断裂准则概述如下。 1950 年 Freudenthal 首先以综合能量观点提出等效应力与等效塑性应变的积分函数定 义破坏的发生时机，认为当单位体积之应变能量（即塑性变形功）达到阀值时，材料就产生 宏观裂纹。该模型没有考虑静水应力及拉伸主应力的影响。 ε f C ∫ σ d ε (1) 0 式中：ε 为材料断裂时的等效塑性应变；σ 为等效应力；d ε 为等效应变增量；C 为 f 材料的临界破坏值。 Cockcroft Latham 则认为断裂主要与拉伸主应力有关，即对于给定的材料，在一定 的温度和应变速率下，当最大拉应力-应变能达到材料的临界破坏时材料产生断裂。 * ε f σ C ∫ d ε (2) 0 σ