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锻造厂对原材料有什么要求?

发布时间:2021-03-15 点击数:86

       锻造生产中,除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外,还必须满足锻件在使用过程中所提出的性能要求,其中主要包括:强度指标、塑性指标、冲击韧度、疲劳强度、断裂初度和抗应力腐蚀性能等,对高温工作的零件,还有髙温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蝤变性能和热疲劳性能等。


       锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。锻造生产中,采用合理的工艺和工艺参数,可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能:打碎柱状晶,改善宏观偏析,把铸态组织变为锻态组织,并在合适的温度和应力条件下,焊合内部孔隙,提高材料的致密度;铸锭经过锻造形成纤维组织,迸一步通过轧制、挤压、模锻使锻件得到合理的纤维方向分布;控制晶粒的大小和均匀度;改善第二相的分布;使组织得到形变强化或形变一一相变强化等。


       由于上述组织的改善,使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高,然后通过零件的最后热处踵就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。


锻件


       但是如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理,则可能产生锻件缺陷,包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。


       坯料在加过程中会产生内应力,同样,锻件在冷却过程中也会引起内应力。由于锻件冷却后期温度较低而呈弹性状态,因此冷却内应力的危险性比加热内应力更大。内应力有温度,组织应力和锻造变形不均匀引起的残余应力。


       锻件在冷却过程中的内应力有以下几点:温度应力:锻件在冷却初期,表层冷却块,体积收缩较大,心部冷却慢,体积收缩较小。由于表层的收缩受到心部的阻碍,结果在表层产生拉应力,心部为压应力。到了冷却后期,锻件表面温度已近室温,基本上不再收缩,这时表层反而阻碍心部继续收缩,导致温度应力符号发生改变。


       若锻件材料为抗力大,塑性低的硬钢,在冷却初期表层产生的拉应力不能得到松弛,就是在冷却后期,尽管心部体积收缩对表层产生附加压应力,也只能使表层初期产生的拉应力有所降低,而不会使温度应力符号发生改变,表层仍为拉应力,心部仍为压应力。


       组织应力:锻件在冷却过程中若有相变发生,由于相变前后组织的比容不同,而且转变是在一定温度范围内完成,故在相与相之间产生组织应力。当锻件表里不一致时,这种组织应力更为明显。


锻件


       冷却时产生的组织应力也和加热时产生的组织应力一样是三向应力,且其中切向应力最大,这是引起表面纵向裂纹的主要原因。


       残余应力:锻件在锻压成形过程中,由于变形不均所引起的附加应力,如未能及时再结晶软化将其消除,锻后便成为残余应力保留下来。残余应力在锻件内部的分布,根据变形不均的情况而不同,可能是表层为拉应力而心部为压应力,或者与此相反。


       综上所述,锻件在冷却过程中,存在上述三种内应力,总的内应力为三者叠加。当叠加的应力值超过材料的强度极限时,便会在锻件相应部位引起裂纹,冷却裂纹常常是在温度较低时和塑性较差的材料中发生。如果叠加的内应力没有造成破坏,冷却终了便会以残余应力形式保留下来,给后续热处理增加不利因素。



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