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高合金鋼鍛造的特點(diǎn)?

2021-06-09 15:40:05 admin

          具體分析某種高合金鋼鍛造特點(diǎn)以前,首先提一下髙合金鋼及其鍛造的一些共同性問(wèn)題

()高合金鋼的相的組成和再結(jié)晶特點(diǎn)

1.組織的多相性

在髙合金鋼中在不同的溫度下所能遇到的相有下列幾種

1具有較高塑性的均勻相,例如奧氏體固溶體

2能使材料強(qiáng)化且使塑性下降不多的相,例如彌散的碳化物、金屬間化合

3能使材料塑性劇烈下降的脆性相、非金屬夾雜物及大的析出相,如奧氏體鋼中的a相及鐵素體鋼中的Y

4在晶界上呈封閉骨架狀、塊狀和針狀引起脆性狀態(tài)的相,如高速鋼中的共晶碳化物;

5低熔點(diǎn)的相,如硫化鐵和鐵的共晶體,

對(duì)于每一種髙合金鋼不是以上幾種相同時(shí)存在,而是前三種相比較常見(jiàn)

2.再結(jié)晶溫度高再結(jié)晶度低

合金元素的加入,特別是復(fù)雜相的形成對(duì)基體金屬原子的擴(kuò)散起礙作用因而提高了再結(jié)晶溫度,減慢了再結(jié)晶速度,

例如純鐵的再結(jié)晶溫度為450左右,含碳0.49%的鋼在750變形有明顯的再結(jié)晶而對(duì)于含碳0.42%,含鉻15%,含鎳7%的耐熱900變形仍得不到再結(jié)晶組織

                                                         筒類鍛件 (3).jpg

(二)離合金鋼的加熱特點(diǎn)和鍛造溫度范圍

與碳鋼相比,高合金鋼的加熱和鍛造溫度有以下特點(diǎn):

1.導(dǎo)熱系數(shù)低,需采用預(yù)熱

髙合金鋼內(nèi)含有大量合金元素,它們破壞了鋼內(nèi)部原子排列的規(guī)則性,使熱傳導(dǎo)困難,所以髙合金鋼特別是含鉻及鎳較多的髙合金鋼的導(dǎo)熱系數(shù)較碳鋼低得多在室溫時(shí),兩者相差2.5倍,當(dāng)溫度升髙時(shí)兩者的差距逐漸減小。由于溫下髙合金鋼的導(dǎo)熱性差,而且塑性也較低,加熱速度髙時(shí)由于溫度應(yīng)力大易引起開(kāi)裂(特別是大尺寸鋼錠),所以,加熱高合金鋼時(shí)需進(jìn)行預(yù)熱冷錠裝爐時(shí),爐溫應(yīng)較低,且升溫不能太快對(duì)于鋼坯,由于塑性較鋼錠高,則可以放些要求

2.鍛造溫度范圍窄

由于高合金鋼的成分復(fù)雜,當(dāng)溫度髙時(shí),在晶界處易出現(xiàn)低熔點(diǎn)物質(zhì)而且對(duì)某些奧氏體鋼在高溫下會(huì)形成0相,對(duì)有些鐵素體銅晶粒則有過(guò)分長(zhǎng)大的危險(xiǎn)。因此,高合金鋼的始鍛溫度一般不比碳鋼髙但終鍛溫度卻比碳鋼髙這是因?yàn)楦吆辖痄摫忍间撛俳Y(jié)晶度高變形抗力高,且塑性較低,不允許終鍛溫度過(guò)低。

由上面分折可見(jiàn),高合金鋼鍛造溫度范圍必然較碳鋼的窄,般碳鋼的鍛造溫度范圍為350?400而有些髙合金鋼只有100?200

(三)合金鋼的鍛造性能

與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比,高合金鋼的鍛造性能有下列特點(diǎn):

1.變形抗力大.硬化傾向性大

高合金鋼在鍛造溫度下的變形抗力比碳鋼甚至普通合金結(jié)構(gòu)鋼髙好幾倍,對(duì)于高合金竟髙達(dá)5?8倍而且隨著變形程度的增加變形抗力也顯著增大,即所謂硬化傾向性大。另外,高速變形(例如錘上鍛造)比低速變形(例如壓力機(jī)上鍛造> 時(shí)的變形抗力要高得多。

2.塑性

碳素結(jié)構(gòu)鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)塑性相當(dāng)髙,鐓粗所允許的變形量?jī)H由設(shè)備能力限制,而對(duì)于某些髙合金鋼變形量過(guò)大就會(huì)產(chǎn)生裂紋。例如某些耐熱鋼,允許的鐓粗變形量為60%,而有些高溫合金,僅允許40%

高合金鋼的上述兩個(gè)特點(diǎn)(抗力大,塑性低可以由其組織復(fù)雜,再結(jié)晶速度慢、再結(jié)晶溫度高來(lái)解釋

                                                        14(1).jpg

(四)高合金鋼鋼錠鍛造的特點(diǎn)

高合金鋼鋼錠鍛造時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題:

1.由于鑄態(tài)組織脆弱開(kāi)始鍛造要輕擊,當(dāng)鑄態(tài)組織初步破碎表層塑性提髙以后再重?fù)簦允棺冃螡B透到內(nèi)部

2.當(dāng)塑性很低的鑄錠在平砧上鍛造易開(kāi)裂時(shí)(多出現(xiàn)縱向裂紋),宜用上下V型砧鍛造,V型砧的頂角取90°?105°。為避免產(chǎn)生橫向裂紋宜將砧沿棱角倒圓,使半徑r= 0.2?0.3RR為坯料半徑

3.通常鍛造比Y取得較碳鋼髙。碳鋼一般取Y=2?2.5,高合金鋼取Y3以上。

4.鍛件的主要變形工序應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行避免在低溫下進(jìn)行倒角沖孔和擴(kuò)孔等操作否則局部溫度太低易開(kāi)裂,所有與坯料接觸的工具都應(yīng)預(yù)熱。

5.鋼錠的表面狀態(tài)對(duì)髙合金鋼的塑性影響很大,用機(jī)械加工的辦法去掉鋼錠外層的缺陷(通常叫做剝皮)后的壓下可以提髙1.5?2倍而不致開(kāi)裂。

(五)高合金鋼鍛造中幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)

對(duì)于不同牌號(hào)的髙合金鋼,由于其成分和使用要求不同,在鍛造時(shí)除了都要求不產(chǎn)生裂紋外)要重點(diǎn)解決的問(wèn)題也不同。

例如,對(duì)于高速鋼,鍛造時(shí)要重點(diǎn)解決碳化物不均勻性問(wèn)題以提高刀具的壽命;對(duì)于Crl2Mo等髙鉻模具鋼除了與高速鋼有類似的要求外,有時(shí)還要求一定的纖維方向; 對(duì)于護(hù)環(huán)鋼主要是通過(guò)變形強(qiáng)化解決提髙強(qiáng)度(在殘余應(yīng)力不超過(guò)許可值的條件下)的問(wèn)題;對(duì)于奧氏體不銹鋼和耐熱鋼,特別是髙合金.要求避免出現(xiàn)大的晶粒;對(duì)于鐵素體鋼,除了有類似的要求外還要避免在清理表面缺陷時(shí)產(chǎn)生裂紋


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