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        VOL01
        鍛件余熱淬火后力學性能會受到哪些因素的影響?
            2019-12-30 15:16:36

               影響鍛件余熱淬火后力學性能的因素很多,其中包括加熱溫度、鍛造形變溫度(始鍛)、終鍛溫度、形變量、形變速度、終鍛后至淬火前的停留時間、淬火介質和回火溫度等。

         

               今天主要來了解一下形變速度、鍛后停留時間、淬火介質和高溫回火溫度對鍛件余熱淬火后力學性能的影響。
         
               一、形變速度
         
               形變速度主要取決于所采用設備,常用鍛造設備形變速度如下:
         
               模鍛錘    4m/s~7m/s
         
               慣性螺旋壓力機    0.5m/s~1.2m/s
         
               熱模鍛用機械壓力機    0.6m/s~1.5m/s
         
               液壓機    0.02m/s~0.03m/s

        鍛件

               隨著形變速度增加,強度變化比較復雜,當形變速度較小(0.7m/s~2.8m/s)時,隨著形變速度增加,形變過程中越不易發生再結晶,故形變強化效應將隨著形變速度增加而增加,但強化到一定程度時,隨著強度進一步提高,當形變速度足夠大時,形變時所產生的熱量將使溫度升高而使再結晶過程得以進行,故強度不再隨著形變速度增加而增加,甚至還可能有所下降;當形變速度更大時,強度隨著形變速度的增加而進一步提高,與此同時,塑性是先增后減,以后不隨形變量的增加而變。
         
               二、鍛后停留時間
         
               鍛件在鍛造成形后需要切邊和校正,故必須停留一段時間才能淬火,停留時間越短,則保留形變強化效果越多。但是鍛后停留時間對鍛件力學性能的影響較復雜,其和奧氏體化加熱溫度、形變溫度有關。如果不要求鍛件余熱淬火能提高鋼的強韌性而只希望所得性能不低于普通調質水平,則鍛后停留時間完全有可能延長,故鍛件余熱淬火也可用于自由鍛件。
         
               終鍛后淬火前停留時間對力學性能的影響隨著鍛件材質和鍛造工藝而不同。碳鋼在鍛造過程中動態回復和動態再結晶就會完成,鍛后停留不僅會發生再結晶,甚至會聚集再結晶,因此鍛后應盡快淬火;對于合金鋼,特別是形變溫度較低、形變量較小時,不易發生再結晶,鍛后適當停留會形成有利于提高強度的多邊化結構,從而獲得最佳的強度和韌性配合。當停留時間過長會使鍛件強度下降??傊K鍛至淬火的停留時間要根據對鍛件性能要求的具體情況而定,一般不宜長??梢酝ㄟ^試驗,找到合適的鍛后停留時間。
         
               三、淬火介質
         
               淬火介質不僅影響鍛件力學性能,金相組織,還可能產生變形和裂紋,所以必須選擇合適的淬火介質,并維護和保養好淬火介質。
         
               理想的淬火介質冷卻特性:碳鋼和低合金鋼在650℃以上奧氏體比較穩定,以較慢的速度冷卻,以減少工件因內外溫差而引起的溫度應力;在650℃~450℃,要求有足夠快的冷卻速度(超過臨界冷卻速度)低于400℃應該緩慢冷卻,以減少組織應力,防止過大變形和淬裂。
         
               淬火冷卻時,為獲得馬氏體或貝氏體組織,必須快冷。但同樣是獲得馬氏體,各種鋼的臨界冷卻速度卻不一樣,過快冷卻,會造成內部應力過大,引起變形甚至開裂。

        鍛件

               四、高溫回火溫度
         
               如前所述,鍛件余熱淬火如果采用和普通調質熱處理相同的回火溫度,則其塑性和韌性指標比普通調質熱處理要低。和普通淬火一樣,隨著回火溫度升高,強度和硬度下降,塑性和韌性則升高,因此只要提高其回火溫度,就可使鍛件余熱淬火的塑性和韌性與普通淬火相當或稍高。
         
               鍛件余熱淬火具有較高抗回火性,為得到和普通淬火后回火相同的韌性和硬度,鍛件余熱淬火的高溫回火溫度比普通淬火后的回火溫度一般需提高40℃~80℃,這樣可以獲得較好的綜合力學性能。
         
               以上高溫形變熱處理對鍛件組織和力學性能的影響與形變后回復與再結晶有關,回復與再結晶可以消除高溫形變的強化作用,故高溫形變對鍛件組織和力學性能的影響程度將隨著冋復與再結晶的進行而逐漸減弱、甚至消失,所以在確定鍛件余熱淬火工藝參數時要注意。
         

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