熱變形對鍛件力學性能有何影響？
2021-03-06 16:00:31
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在考慮鍛造溫度時，要考慮毛坯與工模具接觸過程中的溫降，要對工模具進行預熱。對難變形合金程度高的合金，應盡量采用慢速變形，并控制每一錘擊或壓力機的每一行程變形量，一般控制在20%左右，對速度敏感的材料，選擇變形速度要同時考慮溫度效應。
閉式模鍛的塑性比開式模鍛好，而開式模鍛又比自由鍛好，在自由鍛工序中，型砧拔長和帶圈的鐓粗要比平砧拔長和不帶圈鐓粗更能發揮金屬的塑性。
低塑性拔長時，應注意選擇合適的送進比，送進比太小時，變形集中在上下部，中心都鍛不透，并沿軸向產生拉應力，導致內部橫向裂紋產生。在鐓粗時，常用軟襯墊鐓粗或疊鐓（用于鍛薄餅形零件），以改善變形的不均勻性，防止鍛件產生表面裂紋。
在考慮鍛造工藝時特別是最后一火的鍛造時，應盡量避免在臨界變形程度下進行，以免得到粗大晶粒組織。具體來說，高溫下金屬塑性好，變形抗力小，應采用遠大于臨界變形程度的較大變形量鍛造；低溫修正時采用低于臨界變形程度的小變形量進行局部修整。
若因溫度和變形程度選擇不當而得到粗大晶粒時，可利用熱處理相變細化晶粒組織，但對于熱處理中不發生相變的鋼種，如奧氏體鋼，就必須在鍛造過程中獲得細小而均勻的晶粒組織，因此對這樣的材料在鍛造時須加倍注意。由于熱變形形成纖維組織，會使金屬的力學性能出現異向性，即縱向力學性能指標中的A,Z,Ak比橫向相應的指標大得多，兩個方向上的強度Rm。Re差別不大。
熱變形對力學性能的提高是有限的，研究表明：當鍛比不大于5時，金屬的力學性能提高較快，而且金屬力學性能的異向性不明顯，而當鍛造比大于5時，纖維組織造成的力學性能異向性將隨著鍛造比的加大越來越明顯地表現出來，縱向力學性能提高甚微，橫向力學性能則急劇下降。因此采用過大的變形程度對鍛件質量有害無益。
各種合金元素對鋼的影響：a.鎳（Ni）使鋼具有很高的強度、塑性和抗蝕性；b.Cr能提高鋼的強度和硬度，增加耐磨性和耐熱性，還能顯著提高鋼的抗氧化性和抗蝕性；C.Mo能提高鋼的強度和硬度，并略降低塑性和韌性，它最大的特點是使鋼具有較高的耐熱性；d.Si一般含量超過2.5%時鍛造就比較困難；e.Mn會提高鋼的強度，硬度增強耐磨性和抗磁性而降低韌性。
冶煉的方式：堿性平爐、酸性平爐和電爐冶煉。堿性平爐：優點是對爐料要求不高，可排除大量的硫、磷夾雜元素，但氫的含量較高。鋼中的非金屬夾雜物主要是氧化物和硫化物。酸性平爐：不易去除硫、磷，因此對原料要求較高，應預先進行精選。含氫量較低。鋼中的非金屬夾雜物主要是硅酸鹽，且呈球狀分布。堿性電爐冶煉：與堿性平爐冶煉相似，但周期短，不受爐氣污染的影響。若以上的方法無法滿足使用要求，可采用真空精煉法和電渣重溶法。
我國鍛造用大型鋼錠有兩種規格，一種是普通鍛件用的4%錐度、高徑比為1.8-2.3、冒口比例為17%的鋼錠；另一種是優質鍛件用的11-12%錐度、高徑比為1.5左右、冒口比例為20%-24%的鋼錠。
錠身呈多角形的鋼錠，凝固均勻，有效防止角偏析。鋼錠愈大，錠身角數愈多，有八角形、十二角形和十四角形。錠身錐度的增加有利于鋼液中的尖雜物和氣體上浮，有利于凝固補縮和減少偏析程度。
鑄錠的過程對鋼錠質量有很大的影響，鋼液流入盛鋼桶后，為了使夾雜上浮和排除氣體，必須靜置一段時間。澆注分為上澆注和下澆注，下注法容易混進夾雜，因此大型鋼錠普遍采用上注法。
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