瀏覽數量: 11 作者: 本站編輯 發布時間: 2021-06-02 來源: 本站
(一)鍛造對金屬組織和性能的影響
鍛造生產中,除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外,還必須滿足零件在使用過程中 所提出的性能要求,其中主要包括:強度指標、塑性指標、沖擊韌度、疲勞強度、斷裂初度 和抗應力腐蝕性能等,對高溫工作的零件,還有髙溫瞬時拉伸性能、持久性能、抗蝤變性能 和熱疲勞性能等。
鍛造用的原材料是鑄錠、軋材、擠材和鍛坯。而軋材、擠材和鍛坯分別是鑄錠經軋制、 擠壓及鍛造加工后形成的半成品。鍛造生產中,采用合理的工藝和工藝參數,可以通過下列 幾方面來改善原材料的組織和性能:
1、打碎柱狀晶,改善宏觀偏析,把鑄態組織變為鍛態組織,并在合適的溫度和應力條件下,焊合內部孔隙,提高材料的致密度;
2、鑄錠經過鍛造形成纖維組織,進一步通過軋制、擠壓、模鍛使鍛件得到合理的纖維方向分布;
3、控制晶粒的大小和均勻度;
4、改善第二相(例如:萊氏體鋼中的合金碳化物)的分布;
5、使組織得到形變強化或形變強化等。
由于上述組織的改善,使鍛件的塑性、沖擊韌度、疲勞強度及持久性能等也隨之得到了提高,然后通過零件的最后熱處理就能得到零件所要求的硬度、強度和塑性等良好的綜合性能。
但是,如果原材料的質量不良或所采用的鍛造工藝不合理,則可能產生鍛件缺陷,包括表面缺陷、內部缺陷或性能不合格等。
(二)原材料對鍛件質量的影響
原材料的良好質量是保證鍛件質量的先決條件,如原材料存在缺陷,將影響鍛件的成形 過程及鍛件的最終質量。
如原材料的化學元素超出規定的范圍或雜質元素含量過髙.對鍛件的成形和質量都會帶 來較大的影響,例如:S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔點相,使鍛件易出現熱脆。為了獲得本質細晶粒鋼,鋼中殘余鋁含量需控制在一定范圍內,例如A1酸0.02%?0.04% (質量分數)。含量過少,起不到控制晶粒大的作用,常易使鍛件的本質晶粒度不合格;含鋁量過多,壓力加工時在形成纖維組織的條件下易形成木紋狀斷口、撕痕狀斷口等。又如,在奧氏體不銹鋼中,n、Si、Al、Mo的含量越多,則軼素體相越多,鍛造時愈易形成帶狀裂紋,并使零件帶有磁性。
如原材料內存在縮管殘余、皮下起泡、嚴重碳化物偏析、粗大的非金屬夾雜物(夾渣)等缺陷,鍛造時易使鍛件產生裂紋。原材料內的樹枝狀晶、嚴重疏松、非金屬夾雜物、白點、氧化膜、偏析帶及異金屬混入等缺陷,易引起鍛件性能下降。原材料的表面裂紋、折疊、結疤、粗晶環等易造成鍛件的表面裂紋。
(三)鍛造工藝過程對鍛件質量的影響
鍛造工藝過程一般由以下工序組成,即下料、加熱、成形、鍛后冷卻、酸洗及鍛后熱處理。鍛造過程中如果工藝不當將可能產生一系列的鍛件缺陷。
加熱工藝包括裝爐溫度、加熱溫度、加熱速度、保溫時間、爐氣成分等。如果加熱不當,例如加熱溫度過高和加熱時間過長,將會引起脫碳、過熱、過燒等缺陷。
對于斷面尺寸大及導熱性差、塑性低的壞料,若加熱速度太快,保溫時間太短,往往使溫度分布不均勻,引起熱應力,并使鍛件坯料發生開裂。
鍛造成形工藝包括變形方式、變形程度、變形溫度、變形速度、應力狀態、工模具的情況和潤滑條件等,如果成形工藝不當,將可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各種裂紋、折迭、穿流、渦流、鑄態組織殘留等。
鍛后冷卻過程中,如果工藝不當可能引起冷卻裂紋、白點、網狀碳化物等。