PDF《锻造知识培训 》

汽车,拖拉机上的锻 件质量分数约占60%~80%. 锻造知识? 6?

二、金属的锻造性能? 1.定义? 金属的锻造性能(又称可锻性)是用来衡量压力加工工艺性好坏的主要工艺性能指标. 金属 的可锻性好,表明该金属适用于压力加工.衡量金属的可锻性,常从金属材料的塑性和变形 抗力两个方面来考虑,材料的塑性越好,变形抗力越小,则材料的锻造性能越好,越适合压 力加工.在实际生产中,往往优先考虑材料的塑性. 1.1 金属的塑性? 指金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏其完整性的能力,用伸长率δ、断面收 缩率ψ来表示.材料的δ、ψ值越大或镦粗时变形程度越大且不产生裂纹,塑性也越大. 1.2 变形抗力? 指金属在塑性变形时反作用于工具上的力.变形抗力越小,变形消耗的能量也就越少, 锻压越省力. 塑性和变形抗力是两个不同的独立概念.如奥氏体不锈钢在冷态下塑性很好,但变形抗 力却很大. 2.影响锻造性能的因素? 2.1 化学成分? 不同化学成分的金属其锻造性能不同.纯金属的锻造性能较合金的好. 钢的含碳量对钢的可锻性影响很大,对于碳含量分数小于0.15%的低碳钢,主要以铁素体 为主(含珠光体量很少),其塑性较好.随着碳含量的增加,钢中的珠光体量也逐渐增多,甚至 出现硬而脆的网状渗碳体,使钢的塑性下降,塑性成形性也越来越差. 合金元素会形成合金碳化物,形成硬化相,使钢的塑性变形抗力增大,塑性下降,通常 合金元素含量越高,钢的塑性成形性能也越差. 杂质元素磷会使钢出现冷脆性,硫使钢出现热脆性,降低钢的塑性成形性能. 2.2 金属组织? 金属内部的组织不同,其可锻性有很大差别.纯金属及单相固 溶体的合金具有良好的塑性,其锻造性能较好;

钢中有碳化物和多 相组织时,锻造性能变差;

具有均匀细小等轴晶粒的金属,其锻造 性能比晶粒粗大的铸态柱状晶组织好;

钢中有网状二次渗碳体时, 钢的塑性将大大下降. 2.3 变形温度? 随着温度升高,原子动能升高,削弱了原子之间的吸引力,减 少了滑移所需要的力,因此塑性增大,变形抗力减小,提高了金属 的锻造性能.变形温度升高到再结晶温度以上时,加工硬化不断被 再结晶软化消除,金属的锻造性能进一步提高. 锻造知识? 7? 但加热温度过高,会使晶粒急剧长大,导致金属塑性减小,锻造性能下降,这种现象称 为 过热 .如果加热温度接近熔点,会使晶界氧化甚至熔化,导致金属的塑性变形能力完 全消失,这种现象称为 过烧 ,坯料如果过烧将报废.因此加热要控制在一定范围内,金 属锻造加热时允许的最高温度称为始锻温度,停止锻造的温度称为终锻温度. 2.4 变形速度? 变形速度即单位时间内变形程度的大小. 它对可锻性的影响是矛盾的. 一方面, 随着变形速度的增大, 金属在冷变形时的冷变形强化趋于严重,表现出金属塑性下降, 变形抗力增大;

另一方面,金属在变形过程中,消耗于塑性变形 的能量一部分转化为热能, 当变形速度很大时, 热能来不及散发, 会使变形金属的温度升高,这种现象称为 热效应 .变形速度 越大,热效应现象越明显,有利于金属的塑性提高,变形抗力下 降,锻造性能变好(图中C点以右).但除高速锤锻造外,在一般 的压力加工中变形速度不能超过C点的变形速度,因此热效应现象对可锻性并不影响.故塑性 差的材料(如高速钢)或大型锻件,还是应采用较小的变形速度为宜.若变形速度过快会出现变 形不均匀,造成局部变形过大而产生裂纹. 2.5 应力状态? 不同的压力加工方法在材料内部所产生的应力大小和性质(压应力和拉应力)是不同的. 在三向应力状态下,压应力的数目越多,则其塑性越好;