高頻爐淬火液與金屬的鍛造性能
發(fā)布時間:2013-5-15 16:38:37
金屬工件要在鍛造工藝中獲得較高的性能,需采用高頻爐淬火液進行熱處理處理。金屬的鍛造性能又稱為可鍛性,指金屬材料在經(jīng)受壓力加工時獲得優(yōu)質零件的難易程度,經(jīng)高頻爐淬火液進行熱處理工藝。
金屬的可鍛造性是衡量材料經(jīng)受壓力加工難易程度的工藝性能。經(jīng)高頻爐淬火液淬火后,金屬工件的可鍛性好壞,一般常用金屬的塑性和變形抗力兩個指標來度量。金屬的可鍛性取決于金屬的本質和變形條件。
1、金屬的本質
(1)化學成分:純金屬一般具有良好的可鍛性,加入合金元素后,可鍛性變差。合金元素的種類、含量越多。特別是加入W、Mo、V和Ti等提高高溫強度的元素,則可鍛性顯著下降。因此,低碳的可鍛性比高碳鋼好,工件經(jīng)高頻爐淬火液淬火后,低合金鋼的可鍛性比高合金鋼好,但比相同碳含量的碳素鋼要差。
(2)組織結構:純金屬及其固溶體(如奧氏體)組織,其可鍛性好;而化合物如滲碳體組織,其可鍛性差。金屬在單相狀態(tài)下的可鍛性比多相狀態(tài)下的好,鑄態(tài)組織和粗晶粒不如經(jīng)過壓力加工和高頻爐淬火液淬火后的均勻細晶粒組織的可鍛性好。
2、變形條件
變形條件是指變形時的溫度、速度、應力狀態(tài)和坯料表面狀況等。
(1)變形溫度:在一定的變形溫度范圍內,隨著高頻爐淬火液淬火溫度的升高,金屬內原子功能升高,滑移變形阻力減小,金屬的可鍛性升高。熱變形抗力通常只有冷變形1/10左右,故生產(chǎn)中得到廣泛應用。
(2)變形速度:變形速度是指在單位時間內的變形程度。金屬變形過程中,隨著變形速度的增大,回復和再結晶來不及完全消除高頻爐淬火液淬火和加工的硬化現(xiàn)象,使金屬的塑性下降,變形抗力增大,可鍛性變壞。
若變形速度超過了臨界值,則金屬塑性變形說產(chǎn)生的熱效應會明顯地提高金屬的變形溫度,可鍛性反而得到了改善。在一般壓力加工方法中,由于變形速度較低,熱效應不顯著。對于可鍛性較差的金屬,如高合金鋼更適宜于采用較低的變形速度加工。
(3)應力狀態(tài):金屬在經(jīng)受不同方法變形時,說產(chǎn)生的應力大小和性質(應壓力或拉應力)是不同的。例如擠壓變形時為三向受壓狀態(tài),而拉拔時則為兩向受壓、一個受拉狀態(tài)。
實踐證明,三個方向中壓應力的數(shù)目越多,則金屬的塑性越好。拉應力的數(shù)目越多,則金屬的塑性越差。
(4)坯料表面狀況:坯料表面粗糙或刻痕、微裂紋和粗大夾雜物等,都會因應力集中而容易開裂。因此,高頻爐淬火液淬火和壓力加工前應對坯料表面進行清理,消除表面缺陷。
綜上所述,金屬的可鍛性既取決于金屬的本質,又取決于變形條件。在壓力加工過程中,要力求創(chuàng)造最有利的變形條件,充分發(fā)揮金屬的塑性,降低變形抗力,使功耗最少,變形進行得充分,達到加工目的。
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本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。
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