鍛造生產(chǎn)中，除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外，還必須滿足鍛件在使用過程中所提出的性能要求，其中主要包括：強(qiáng)度指標(biāo)、塑性指標(biāo)、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度、斷裂初度和抗應(yīng)力腐蝕性能等，對(duì)高溫工作的零件，還有髙溫瞬時(shí)拉伸性能、持久性能、抗蝤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(jīng)軋制、擠壓及鍛造加工后形成的半成品。鍛造生產(chǎn)中，采用合理的工藝和工藝參數(shù)，可以通過下列幾方面來(lái)改善原材料的組織和性能：打碎柱狀晶，改善宏觀偏析，把鑄態(tài)組織變?yōu)殄憫B(tài)組織，并在合適的溫度和應(yīng)力條件下，焊合內(nèi)部孔隙，提高材料的致密度；鑄錠經(jīng)過鍛造形成纖維組織，迸一步通過軋制、擠壓、模鍛使鍛件得到合理的纖維方向分布；控制晶粒的大小和均勻度；改善第二相的分布；使組織得到形變強(qiáng)化或形變一一相變強(qiáng)化等。

       由于上述組織的改善，使鍛件的塑性、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度及持久性能等也隨之得到了提高，然后通過零件的最后熱處踵就能得到零件所要求的硬度、強(qiáng)度和塑性等良好的綜合性能。

       但是如果原材料的質(zhì)量不良或所采用的鍛造工藝不合理，則可能產(chǎn)生鍛件缺陷，包括表面缺陷、內(nèi)部缺陷或性能不合格等。

       坯料在加過程中會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，同樣，鍛件在冷卻過程中也會(huì)引起內(nèi)應(yīng)力。由于鍛件冷卻后期溫度較低而呈彈性狀態(tài)，因此冷卻內(nèi)應(yīng)力的危險(xiǎn)性比加熱內(nèi)應(yīng)力更大。內(nèi)應(yīng)力有溫度，組織應(yīng)力和鍛造變形不均勻引起的殘余應(yīng)力。

       鍛件在冷卻過程中的內(nèi)應(yīng)力有以下幾點(diǎn)：溫度應(yīng)力：鍛件在冷卻初期，表層冷卻塊，體積收縮較大，心部冷卻慢，體積收縮較小。由于表層的收縮受到心部的阻礙，結(jié)果在表層產(chǎn)生拉應(yīng)力，心部為壓應(yīng)力。到了冷卻后期，鍛件表面溫度已近室溫，基本上不再收縮，這時(shí)表層反而阻礙心部繼續(xù)收縮，導(dǎo)致溫度應(yīng)力符號(hào)發(fā)生改變。

       若鍛件材料為抗力大，塑性低的硬鋼，在冷卻初期表層產(chǎn)生的拉應(yīng)力不能得到松弛，就是在冷卻后期，盡管心部體積收縮對(duì)表層產(chǎn)生附加壓應(yīng)力，也只能使表層初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力有所降低，而不會(huì)使溫度應(yīng)力符號(hào)發(fā)生改變，表層仍為拉應(yīng)力，心部仍為壓應(yīng)力。

       組織應(yīng)力：鍛件在冷卻過程中若有相變發(fā)生，由于相變前后組織的比容不同，而且轉(zhuǎn)變是在一定溫度范圍內(nèi)完成，故在相與相之間產(chǎn)生組織應(yīng)力。當(dāng)鍛件表里不一致時(shí)，這種組織應(yīng)力更為明顯。

       冷卻時(shí)產(chǎn)生的組織應(yīng)力也和加熱時(shí)產(chǎn)生的組織應(yīng)力一樣是三向應(yīng)力，且其中切向應(yīng)力最大，這是引起表面縱向裂紋的主要原因。

       殘余應(yīng)力：鍛件在鍛壓成形過程中，由于變形不均所引起的附加應(yīng)力，如未能及時(shí)再結(jié)晶軟化將其消除，鍛后便成為殘余應(yīng)力保留下來(lái)。殘余應(yīng)力在鍛件內(nèi)部的分布，根據(jù)變形不均的情況而不同，可能是表層為拉應(yīng)力而心部為壓應(yīng)力，或者與此相反。

       綜上所述，鍛件在冷卻過程中，存在上述三種內(nèi)應(yīng)力，總的內(nèi)應(yīng)力為三者疊加。當(dāng)疊加的應(yīng)力值超過材料的強(qiáng)度極限時(shí)，便會(huì)在鍛件相應(yīng)部位引起裂紋，冷卻裂紋常常是在溫度較低時(shí)和塑性較差的材料中發(fā)生。如果疊加的內(nèi)應(yīng)力沒有造成破壞，冷卻終了便會(huì)以殘余應(yīng)力形式保留下來(lái)，給后續(xù)熱處理增加不利因素。

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