山西永鑫生:加工鍛件時終鍛溫度的確定
終鍛溫度過高,鍛造停止后,鍛件組織會繼續(xù)長大,導致鍛件組織粗大或析出第二相,嚴重時產(chǎn)生魏氏體組織,降低力學性能。終鍛溫度過低,低于再結品溫度時,會導致鍛造加工硬化嚴重,變形抗力增加,鍛造變形困難,容易引起鍛件開裂。因此,終鍛溫度應稍高于其再結品溫度50~100℃,這樣,既保證坯料在終鍛前仍有足夠的塑性,又可使鍛件在鍛后獲得較好的組織和性能。金屬的變形抗力圖常常作為確定終鍛溫度的重要依據(jù)之一。
按照上述原則,碳鋼的終鍛溫度約在Fe-C平衡圖Ar1線以上20~80℃,如圍3-11所示。由圖可見,中碳鋼的終鍛溫度應處于奧氏體單相區(qū),組織均勻,塑性良好,完全滿足終鍛耍求。低碳鋼的終鍛溫度可以處于奧氏體和鐵素體的雙相區(qū)內(nèi),因兩相的塑性均較好,不會給鍛造帶來困難。高碳鋼的終鍛溫度成處于奧氏體和滲碳體的雙相區(qū),在此溫度區(qū)間鍛造,可借助塑性變形將析出的滲碳體打碎成彌散狀分布,以避免高于線終鍛后在鍛件冷卻過程沿晶界析出網(wǎng)狀碳化物。
大部分合金結構鋼和工具鋼,因合金元素含量少,對鐵碳相圖形式并無明顯影響,也可參照Fe-C相圖來初步確定鍛造溫度范圍。對于鋁合金、鈦合金、銅合金、不銹鋼及高溫合金等,需要綜合應用各種方法,才能確定合理的鍛造溫度范圍。
終鍛溫度也要根據(jù)鍛件的具體情況來調(diào)整,鋼錠鍛造,在未完全熱透之前,塑性較低,其終鍛溫度要比鍛坯的終鍛溫度高30~50℃。對于無固態(tài)相變的合金,組織不能通過熱處理的方法進行細化,只有依靠鍛造來控制晶粒度,為使鍛件獲得細小晶粒,這類合金的終鍛溫度一般偏低。對于利用鍛造余熱進行熱處理的鍛件,終鍛溫度應滿足熱處理溫度的要求。精整工步的終鍛溫度,一般允許比規(guī)定值低50~80℃。通過長期生產(chǎn)試驗和大量的工作,現(xiàn)有金屬材料的鍛造溫度范圍大部分已經(jīng)確定,可從有關手冊中查得。表3-5列出了部分常用金屬材料的鍛造溫度范圍。
從表中看出,各類鋼的鍛造溫度范圍差別很大,一般碳素鋼的鍛造溫度范圍比較寬,達到400~500℃。合金鋼,尤其是高合金鋼的鍛造溫度范圍較窄,只有200~3OO℃,非鐵合金的鍛造溫度范圍更窄,溫度范圍在70~170℃。因此,在鍛造生產(chǎn)中,碳鋼鍛造相對容易,大部分非鐵合金的鍛造比碳鋼和很多合金鋼較難,高合金鋼和Ti合金鍛造最困難。對鍛造困難的鍛件,其鍛造工藝的要求更為嚴格,應引起注意。
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