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鍛造廠對原材料有什么要求?

發(fā)布時間:2021-03-15 點(diǎn)擊數(shù):2024

       鍛造生產(chǎn)中,除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外,還必須滿足鍛件在使用過程中所提出的性能要求,其中主要包括:強(qiáng)度指標(biāo)、塑性指標(biāo)、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度、斷裂初度和抗應(yīng)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(jīng)軋制、擠壓及鍛造加工后形成的半成品。鍛造生產(chǎn)中,采用合理的工藝和工藝參數(shù),可以通過下列幾方面來改善原材料的組織和性能:打碎柱狀晶,改善宏觀偏析,把鑄態(tài)組織變?yōu)殄憫B(tài)組織,并在合適的溫度和應(yīng)力條件下,焊合內(nèi)部孔隙,提高材料的致密度;鑄錠經(jīng)過鍛造形成纖維組織,迸一步通過軋制、擠壓、模鍛使鍛件得到合理的纖維方向分布;控制晶粒的大小和均勻度;改善第二相的分布;使組織得到形變強(qiáng)化或形變一一相變強(qiáng)化等。


       由于上述組織的改善,使鍛件的塑性、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)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踵就能得到零件所要求的硬度、強(qiáng)度和塑性等良好的綜合性能。


鍛件


       但是如果原材料的質(zhì)量不良或所采用的鍛造工藝不合理,則可能產(chǎn)生鍛件缺陷,包括表面缺陷、內(nèi)部缺陷或性能不合格等。


       坯料在加過程中會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,同樣,鍛件在冷卻過程中也會引起內(nèi)應(yīng)力。由于鍛件冷卻后期溫度較低而呈彈性狀態(tài),因此冷卻內(nèi)應(yīng)力的危險性比加熱內(nèi)應(yīng)力更大。內(nèi)應(yīng)力有溫度,組織應(yīng)力和鍛造變形不均勻引起的殘余應(yīng)力。


       鍛件在冷卻過程中的內(nèi)應(yīng)力有以下幾點(diǎn):溫度應(yīng)力:鍛件在冷卻初期,表層冷卻塊,體積收縮較大,心部冷卻慢,體積收縮較小。由于表層的收縮受到心部的阻礙,結(jié)果在表層產(chǎn)生拉應(yīng)力,心部為壓應(yīng)力。到了冷卻后期,鍛件表面溫度已近室溫,基本上不再收縮,這時表層反而阻礙心部繼續(xù)收縮,導(dǎo)致溫度應(yīng)力符號發(fā)生改變。


       若鍛件材料為抗力大,塑性低的硬鋼,在冷卻初期表層產(chǎn)生的拉應(yīng)力不能得到松弛,就是在冷卻后期,盡管心部體積收縮對表層產(chǎn)生附加壓應(yīng)力,也只能使表層初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力有所降低,而不會使溫度應(yīng)力符號發(fā)生改變,表層仍為拉應(yīng)力,心部仍為壓應(yīng)力。


       組織應(yīng)力:鍛件在冷卻過程中若有相變發(fā)生,由于相變前后組織的比容不同,而且轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍內(nèi)完成,故在相與相之間產(chǎn)生組織應(yīng)力。當(dāng)鍛件表里不一致時,這種組織應(yīng)力更為明顯。


鍛件


       冷卻時產(chǎn)生的組織應(yīng)力也和加熱時產(chǎn)生的組織應(yīng)力一樣是三向應(yīng)力,且其中切向應(yīng)力最大,這是引起表面縱向裂紋的主要原因。


       殘余應(yīng)力:鍛件在鍛壓成形過程中,由于變形不均所引起的附加應(yīng)力,如未能及時再結(jié)晶軟化將其消除,鍛后便成為殘余應(yīng)力保留下來。殘余應(yīng)力在鍛件內(nèi)部的分布,根據(jù)變形不均的情況而不同,可能是表層為拉應(yīng)力而心部為壓應(yīng)力,或者與此相反。


       綜上所述,鍛件在冷卻過程中,存在上述三種內(nèi)應(yīng)力,總的內(nèi)應(yīng)力為三者疊加。當(dāng)疊加的應(yīng)力值超過材料的強(qiáng)度極限時,便會在鍛件相應(yīng)部位引起裂紋,冷卻裂紋常常是在溫度較低時和塑性較差的材料中發(fā)生。如果疊加的內(nèi)應(yīng)力沒有造成破壞,冷卻終了便會以殘余應(yīng)力形式保留下來,給后續(xù)熱處理增加不利因素。


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