Ⅰ 鍛造比對大型鍛件力學性能的影響有什麼
大型鍛件的組織和力學性能與很多因素有關,而鍛造比是影響鍛件質量的最主要因素之專一屬。鍛造比是鍛造時金屬變形程度的一種表示方法。鍛造比越大,鍛件的變形程度就高,而變形程度直接關繫到材料最終夾雜物尺寸、材料共晶碳化物的破碎程度、材料最終成形後的纖維流向及密度等,對材料的綜合性能產生較大的影響。
不同鍛造比鍛件內的鍛造比(即變形程度)分布是不均勻的,明顯分為大鍛造比區域、平均鍛造比區域和小鍛造比區域。力學性能實驗表明:在相同熱處理條件下,進行一定鍛造比的塑性變形,能夠明顯提高軋鋼材的強度指標與塑性指標,當鍛造比到達一定值時,大型鍛件的組織性能變化激烈,其強度提高到最好,但韌性明顯下降。山西永鑫生鍛造,在相同的應變速率條件下,鍛造比(即塑性變形程度)越大,鍛件組織中的動態再結晶越明顯,當鍛造比達到一定值時,原始晶粒就會被新生的再結晶晶粒取代,發生較完全的動態再結晶。目前有3類提高鍛造比均勻性的工藝方案,分別為改變坯料與模具的邊界條件、改變坯料形狀、改變鐓粗變形方式。以及通過改變平砧鐓粗的變形方式能夠有效的提高鍛件鍛造比及幾何尺寸均勻性。因此要提高大型鍛件的鍛造比,才能更好的提高環形鍛件的質量。
Ⅱ <鍛件正火>與<鍛後直接風冷>的機械性能差異
一)對高頻淬火影響不大。但高頻淬火但不到你所說的深度,我想你說的淬火是中回頻淬火。
二)鍛後直接風答冷有一個問題:組織無經過再加熱轉變,風冷後得到的組織肯定不均勻,如果是大型件的可能存有很大的內應力,會有引起變形甚至開裂的危險。
三)因為焊層深度有限,產生不了什麼影響。
四)對零件的影響同二。
Ⅲ 為什麼鍛件的機械性能常優於鑄件
鍛件是把金屬紋理進行了處理,其強度和韌性都優於鑄件。
鑄件只是將熔融的金屬液澆鑄成形,裡面會產生氣孔,縮松,縮孔,雜質等,都會影響其機械性能。
Ⅳ 相同成分的情況下,通過鍛造和通過壓延後的性能有區別么
鍛造
利用鍛壓機械對金屬坯料施加壓力,使其產生塑性變形以獲得具有一定機械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法。鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一。通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏鬆等缺陷,優化微觀組織結構,同時由於保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優於同樣材料的鑄件。機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多採用鍛件。
鍛造的分類
鍛造按成形方法可分為:
①自由鍛。利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵(砧塊)間產生變形以獲得所需鍛件,主要有手工鍛造和機械鍛造兩種。
②模鍛。模鍛又分為開式模鍛和閉式模鍛.金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件,又可分為冷鐓、輥鍛、徑向鍛造和擠壓等等。
按變形溫度鍛造又可分為熱鍛(鍛造溫度高於坯料金屬的再結晶溫度)、溫鍛(鍛造溫度低於金屬的再結晶溫度)和冷鍛(常溫)。鋼的再結晶溫度約為460℃,但普遍採用800℃作為劃分線,高於800℃的是熱鍛;在300~800℃之間稱為溫鍛或半熱鍛。
編輯本段鍛造的材料和流程
鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼,其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態金屬。 金屬在變形前的橫斷面積與變形後的橫斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對提高產品質量、降低成本有很大關系。
一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機械性能均勻、良好,形狀和尺寸准確,表面質量好,便於組織批量生產。只要合理控制加熱溫度和變形條件,不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優良的鍛件。
鑄錠僅用於大型鍛件。鑄錠是鑄態組織,有較大的柱狀晶和疏鬆的中心。因此必須通過大的塑性變形,將柱狀晶破碎為細晶粒,將疏鬆壓實,才能獲得優良的金屬組織和機械性能。
經壓制和燒結成的粉末冶金預制坯,在熱態下經無飛邊模鍛可製成粉末鍛件。鍛件粉末接近於一般模鍛件的密度,具有良好的機械性能,並且精度高,可減少後續的切削加工。粉末鍛件內部組織均勻,沒有偏析,可用於製造小型齒輪等工件。但粉末的價格遠高於一般棒材的價格,在生產中的應用受到一定限制。 、
對澆注在模膛的液態金屬施加靜壓力,使其在壓力作用下凝固、結晶、流動、塑性變形和成形,就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態金屬模鍛是介於壓鑄和模鍛間的成形方法,特別適用於一般模鍛難於成形的復雜薄壁件。
不同的鍛造方法有不同的流程,其中以熱模鍛的工藝流程最長,一般順序為:鍛坯下料;鍛坯加熱;輥鍛備坯;模鍛成形;切邊;中間檢驗,檢驗鍛件的尺寸和表面缺陷;鍛件熱處理,用以消除鍛造應力,改善金屬切削性能;清理,主要是去除表面氧化皮;矯正;檢查,一般鍛件要經過外觀和硬度檢查,重要鍛件還要經過化學成分分析、機械性能、殘余應力等檢驗和無損探傷。
壓延加工實際是指鍛壓(固態下成形)加工。只能對鋼材進行鍛壓,鑄鐵不能進行鍛壓(原因是鑄鐵含碳量太高,很脆)。
冶煉可以改變鋼、鐵材料的化學成分。壓延則不能改變鋼的化學成分。
Ⅳ 鍛件缺陷有哪些
(1)氧化
金屬坯料在加熱時與爐中氧化性氣體反應生成氧化物的現象稱為氧化。氧化皮的產生,不但造成金屬的燒損,而且降低鍛件表面質量和尺寸精度。當氧化皮壓入鍛件內深度超過機械加工餘量時,能導致鍛件報廢。
(2)脫碳
加熱時金屬坯料表層的碳與氧等介質發生化學反應造成表層碳元素降低的現象稱為脫碳。脫碳會使表層硬度下降,耐磨性降低。如脫碳層厚度小於機械加工餘量,不會對鍛件造成危害;反之則影響鍛件質量。採用快速加熱、在坯料表層塗保護塗料、在中性介質或還原性介性中加熱都能減緩脫碳。
(3)過熱
金屬坯料由加熱溫度過高或高溫下保溫時間太長引起晶粒粗大的現象稱為過熱。過熱會使坯料塑性下降,鍛件的力學性能降低。為此,要嚴格控制加熱溫度,盡可能縮短高溫階段的保溫時間來預防過熱的產生。
(4)過燒
金屬坯料加熱溫度超過始鍛溫度過多,使晶粒邊界出現氧化及熔化的現象稱為過燒。過燒後,材料的強度嚴重下降,塑性很差,一經鍛打即破碎變成廢料,是無法挽救的。因此,要嚴格執行正確的操作規范。
(5)裂紋
大型鍛件加熱時,如果裝爐溫度過高或加熱速度過快,則鍛件心部與表層溫差過大,造成內應力過大,導致產生裂紋。因此,對大型鍛件加熱時,要防止裝爐溫度過高和加熱速度過快,一般應採用防熱措施。
Ⅵ 請問鍛造對金屬組織、性能的影響與鍛件缺陷有哪些
鍛件的缺陷包括表面缺陷和內部缺陷。有的鍛件缺陷會影響後續工序的加工質量,有的則嚴重影響鍛件的性能,降低所製成品件的使用壽命,甚至危及安全。因此,為提高鍛件質量,避免鍛件缺陷的產生,應採取相應的工藝對策,同時還應加強生產全過程的質量控制。本章概要介紹三方面的問題:鍛造對金屬組織、性能的影響與鍛件缺陷;鍛件質量檢驗的內容和方法;鍛件質量分析的一般過程。
(一)鍛造對金屬組織和性能的影響鍛造生產中,除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外,還必須滿足零件在使用過程中所提出的性能要求,其中主要包括:強度指針、塑性指針、沖擊韌度、疲勞強度、斷裂韌度和抗應力腐蝕性能等,對高溫工作的零件,還有高溫瞬時拉伸性能、持久性能、抗蠕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軋制、擠壓及鍛造加工後形成的半成品。鍛造生產中,採用合理的工藝和工藝參數,可以通過下列幾方面來改善原材料的組織和性能:1)打碎柱狀晶,改善宏觀偏析,把鑄態組織變為鍛態組織,並在合適的溫度和應力條件下,焊合內部孔隙,提高材料的緻密度;2)鑄錠經過鍛造形成纖維組織,進一步通過軋制、擠壓、模鍛,使鍛件得到合理的纖維方向分布;3)控制晶粒的大小和均勻度;4)改善第二相(例如:萊氏體鋼中的合金碳化物)的分布;5)使組織得到形變強化或形變相變強化等。由於上述組織的改善,使鍛件的塑性、沖擊韌度、疲勞強度及持久性能等也隨之得到了提高,然後通過零件的最後熱處理就能得到零件所要求的硬度、強度和塑性等良好的綜合性能。但是,如果原材料的質量不良或所採用的鍛造工藝不合理,則可能產生鍛件缺陷,包括表面缺陷、內部缺陷或性能不合格等。
(二)原材料對鍛件質量的影響原材料的良好質量是保證鍛件質量的先決條件,如原材料存在缺陷,將影響鍛件的成形過程及鍛件的最終質量。如原材料的化學元素超出規定的范圍或雜質元素含量過高,對鍛件的成形和質量都會帶來較大的影響,例如:S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔點相,使鍛件易出現熱脆。為了獲得本質細晶粒鋼,鋼中殘余鋁含量需控制在一定范圍內,例如Al酸0.02%~0.04%(質量分數)。含量過少,起不到控制晶粒長大的作用,常易使鍛件的本質晶粒度不合格;含鋁量過多,壓力加工時在形成纖維組織的條件下易形成木紋狀斷口、撕痕狀斷口等。又如,在1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼中,Ti、Si、Al、Mo的含量越多,則鐵素體相越多,鍛造時愈易形成帶狀裂紋,並使零件帶有磁性。如原材料內存在縮管殘余、皮下起泡、嚴重碳化物偏析、粗大的非金屬夾雜物(夾渣)等缺陷,鍛造時易使鍛件產生裂紋。原材料內的樹枝狀晶、嚴重疏鬆、非金屬夾雜物、白點、氧化膜、偏析帶及異金屬混人等缺陷,易引起鍛件性能下降。原材料的表面裂紋、折疊、結疤、粗晶環等易造成鍛件的表面裂紋。
(三)鍛造工藝過程對鍛件質量的影響鍛造工藝過程一般由以下工序組成,即下料、加熱、成形、鍛後冷卻、酸洗及鍛後熱處理。鍛造過程中如果工藝不當將可能產生一系列的鍛件缺陷。加熱工藝包括裝爐溫度、加熱溫度、加熱速度、保溫時間、爐氣成分等。如果加熱不當,例如加熱溫度過高和加熱時間過長,將會引起脫碳、過熱、過燒等缺陷。對於斷面尺寸大及導熱性差、塑性低的坯料,若加熱速度太快,保溫時間太短,往往使溫度分布不均勻,引起熱應力,並使坯料發生開裂。鍛造成形工藝包括變形方式、變形程度、變形溫度、變形速度、應力狀態、工模具的情兄和潤滑條件等,如果成形工藝不當,將可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各種裂紋、折疊。寒流、渦流、鑄態組織殘留等。鍛後冷卻過程中,如果工藝不當可能引起冷卻裂紋、白點、網狀碳化物等。
(四)鍛件組織對最終熱處理後的組織和性能的影響奧氏體和鐵素體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中,沒有同素異構轉變的材料,以及一些銅合金和鈦合金等,在鍛造過程中產生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。在加熱和冷卻過程中有同素異構轉變的材料,如結構鋼和馬氏體不銹鋼等,由於鍛造工藝不當引起的某些組織缺陷或原材料遺留的某些缺陷,對熱處理後的鍛件質量有很大影響。現舉例說明如下:
1)有些鍛件的組織缺陷,在鍛後熱處理時可以得到改善,鍛件最終熱處理後仍可獲得滿意的組織和性能。例如,在一般過熱的結構鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織,過共析鋼和軸承鋼由於冷卻不當引起的輕微的網狀碳化物等。
2)有些鍛件的組織缺陷,用正常的熱處理較難消除,需用高溫正火、反復正火、低溫分解、高溫擴散退火等措施才能得到改善。例如,低倍粗晶、9Cr18不銹鋼的孿晶碳化物等。
3)有些鍛件的組織缺陷,用一般熱處理工藝不能消除,結果使最終熱處理後的鍛件性能下降,甚至不合格。例如,嚴重的石狀斷口和棱面斷口、過燒、不銹鋼中的鐵素體帶、萊氏體高合金工具鋼中的碳化物網和帶等。
4)有些鍛件的組織缺陷,在最終熱處理時將會進一步發展,甚至引起開裂。例如,合金結構鋼鍛件中的粗晶組織,如果鍛後熱處理時未得到改善,在碳、氮共滲和淬火後常引起馬氏體針粗大和性能不合格;高速鋼中的粗大帶狀碳化物,淬火時常引起開裂。鍛造過程中常見的缺陷及其產生原因在第二章中將具體介紹。應當指出,各種成形方法中的常見缺陷和各類材料鍛件的主要缺陷都是有其規律的。不同成形方法,由於其受力情況不同,應力應變特點不一樣,因而可能產生的主要缺陷也是不一樣的。例如,坯料鐓粗時的主要缺陷是側表面產生縱向或45°方向的裂紋,錠料鐓粗後上、下端常殘留鑄態組織等;矩形截面坯料拔長時的主要缺陷是表面的橫向裂紋和角裂,內部的對角線裂紋和橫向裂紋;開式模鍛時的主要缺陷則是充不滿、折疊和錯移等。各主要成形工序中常見的缺陷將在第四章中詳細介紹。不同種類的材料,由於其成分、組織不同,在加熱、鍛造和冷卻過程中,其組織變化和力學行為也不同,因而鍛造工藝不當時,可能產生的缺陷也有其特殊性。例如,萊氏體高合金工具鋼鍛件的缺陷主要是碳化物顆粒粗大、分布不均勻和裂紋,高溫合金鍛件的缺陷主要是粗晶和裂紋;奧氏體不銹鋼鍛件的缺陷主要是晶間貧鉻,抗晶間腐蝕能力下降,鐵素體帶狀組織和裂紋等;鋁合金鍛件的缺陷主要是粗晶、折疊、渦流、穿流等。
Ⅶ 鍛造鍛件時可能產生的缺陷有哪些
我是永鑫生鍛造廠的師傅,很榮幸可以為您解決問題:
鍛造鍛件時可能產生的缺陷是多種多樣的。依據缺陷的宏觀與微觀的特徵可以得出初步的印象,即缺陷純屬鍛造工藝因素引起還是與原材料質量有關,是制定的工藝規程不合理還是執行工藝不當所致,確切的結論只有在經過細致的試驗分析後才能作出。
有的表現在鍛件外觀方面:如外部裂紋、折迭、折皺、未充滿或缺肉、壓坑、表面粗糙或桔皮等;有的表現在鍛件內部:如各種低倍組織缺陷,如裂紋、發紋、疏鬆、粗晶、表面脫碳、非金屬夾雜和異金屬夾雜、白點、偏析、樹枝狀結晶、縮管殘余、流線紊亂、有色金屬的穿流、粗晶環、氧化膜等;有的反映在微觀組織方面:如第二相的析出等;有的鍛件質量問題反映在鍛件性能方面:如室溫強度或塑性、韌性、疲勞性能等不合格,瞬時強度、持久強度和持久塑性、蠕變強度等高溫性能或冷熱疲勞性能等不符合使用要求。
無論表現在鍛件外部的,或是表現在鍛件內部和性能方面的質量問題:它們之間的大多數情況下是互為影響的,往往是互相聯系、伴隨產生和惡性循環的。例如,鍛造鍛件時過熱或過燒通常會造成晶粒粗大、鍛造裂紋、表面脫碳以及塑性、韌性等機械性能降低等缺陷;材質內部有夾雜則可能引起內部裂紋,內裂紋的進一步擴大與發展就可能暴露為鍛件表面裂紋。
Ⅷ 鍛件與鑄件相比機械性能較高的主要原因是什麼
金屬經過鍛造加工後能改善其組織結構和力學性能。鑄造組織經過鍛造方法熱加工變形後由於金屬
的變形和再結晶,使原來的粗大枝晶和柱狀晶粒變為晶粒較細、大小均勻的等軸再結晶組織,使鋼錠內原
有的偏析、疏鬆、氣孔、夾渣等壓實和焊合,其組織變得更加緊密,提高了金屬的塑性和力學性能。 一
般說來,鑄件的力學性能低於同材質的鍛件力學性能。此外,鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續性, 使
鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致,金屬流線完整,可保證零件具有良好的力學性能與長的使用壽命采
用精密模鍛、冷擠壓、溫擠壓等工藝生產的鍛件,都是鑄件所無法比擬的。飛機鍛件 按重量計算,飛機
上有85%左右的的構件是鍛件。飛機發動機的渦輪盤、後軸頸(空心軸)、葉片、機翼的翼梁, 機身的肋
筋板、輪支架、起落架的內外筒體等都是涉及飛機安全的重要鍛件。飛機鍛件多用高強度耐磨、耐蝕的鋁
合金、鈦合金、鎳基合金等貴重材料製造。為了節約材料和節約能源,飛機用鍛件大都採用模鍛或多向模
鍛壓力機來生產。 汽車鍛按重量計算,汽車上有1719%的鍛件。一般的汽車由車身、車箱、發動機、前
橋、後橋、車架、變速箱、傳動軸、轉向系統等15 個部件構成汽車鍛件的特點是外形復雜、重量輕、工
況條件差、安全度要求高。如汽車發動機所使用的曲軸、連桿、凸輪軸、前橋所需的前梁、轉向節、後橋
使用的半軸、半軸套管、橋箱內的傳動齒輪等等,無一不是有關汽車安全運行的保安關鍵鍛件。
柴油機鍛件柴油機是動力機械的一種,它常用來作發動機。以大型柴油機為例,所用的鍛件有汽缸蓋、主軸頸、曲軸
端法蘭輸出端軸、連桿、活塞桿、活塞頭、十字頭銷軸、曲軸傳動齒輪、齒圈、中間齒輪和染油泵體等十餘種。
船用鍛件船用鍛件分為三大類,主機鍛件、軸系鍛件和舵系鍛件。主機鍛件與柴油機鍛件一樣。軸系鍛件有推力軸、
中間軸艉軸等。舵系鍛件有舵桿、舵柱、舵銷等。
兵器鍛件鍛件在兵器工業中佔有極其重要的地位。按重量計算,在坦克中有60%是鍛件。火炮中的炮管、炮口制退
器和炮尾,步兵武器中的具有膛線的槍管及三棱刺刀、火箭和潛艇深水炸彈發射裝置和固定座、核潛艇高
壓冷卻器用不銹鋼閥體、炮彈、槍彈等,都是鍛壓產品。除鋼鍛件以外,還用其它材料製造武器。
石油化工鍛件
鍛件在石油化工設備中有著廣泛的應用。如球形儲罐的人孔、法蘭,換熱器所需的各種管板、對焊法蘭催
化裂化反應器的整鍛筒體(壓力容器),加氫反應器所用的筒節,化肥設備所需的頂蓋、底蓋、封頭等均是鍛件。
礦山鍛件按設備重量計算,礦山設備中鍛件的比重為12-24%。礦山設備有:採掘設備卷揚設備破碎設備研磨設備洗選設備燒結設備核電鍛件核電分為壓水堆和沸水堆兩類。核電站主要的大鍛件可分為壓力殼和堆內構件兩大類。
壓力殼含:筒體法蘭、管嘴段、管嘴、上部筒體、下部筒體、筒體過渡段、螺栓等。
堆內構件是在高溫、高壓、強中子幅照、硼酸水腐蝕、沖刷和水力振動等嚴峻條件下工作的,所以要選用
18-8 奧氏不銹鋼來製作。
Ⅸ 鑄件和鍛件的機械性能通過熱處理可以達到同樣的標准要求
鑄件和鍛件通過熱處理可以使得其機械性能達到所需的強度、硬度、耐沖擊性能、韌性、耐磨性能等指標。
Ⅹ 回火溫度會對鍛件的機械性能產生影響嗎
回火溫度對鍛件來的機械性能自總的影響是隨著回火溫度的升高,其強度和內應力下降,塑性和韌性升高。根據多年在山西永鑫生鍛造廠工作經驗所得鍛件的鋼種和尺寸等存在差別,其性能變化是不一樣的,表現在:各種性能指標的具體數值不一樣;各種性能上升或下降程度不一樣;各種性能之間的配合不一樣