金属质料的可铸造性能
金属的可锻性是权衡质料在经受压力加工时获得优质制品难易水平的工艺性能。金属的可锻性好,批注gai金属适合于接纳压力加工成型;可锻性差,批注gai金属不相宜选用压力加工要领成型。
对金属可锻性影响较大的因素为金属本shen的塑形,塑性越好,锻打时越不容易开裂。金属的塑性与金属的组织亲近相关,晶粒越细小、组织越匀称塑性就越好。以是可以通详尽化晶粒,匀称组织来改善金属的可锻性。金属质料在压力加工时,能改变形状而不发生裂纹的性能。它包罗在热态或冷态下能够举行锤锻、轧制、拉伸、挤压等加工。可锻性的优劣主要与金属质料的化学因素有关。
可锻性常用金属的塑形和变形抗力来综合权衡。塑性越好,变形抗力越小,则金属的可锻性好,反之则差。金属的塑性用金属的断面缩短率ψ、伸长率δ等来体现。变形抗力是指在压力加工历程中变形金属作用于施压工具外貌单元面积上的压力。变形抗力越小,则变形中所消耗的能量也越小。
一金属的本质
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1.1 化学因素的影响
差异化学因素的金属其可锻性差异。一banqing况下,纯金属的可锻衴uan群辖鸷茫惶几值奶嫉闹柿糠质降停啥托栽胶茫桓种泻薪隙嗵蓟镄纬稍兀ǜ酢⑽佟㈩狻⒎暗龋┦保蚱淇啥托韵灾陆怠
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1.2 金属组织的影响
金属的组织结构差异,其可锻性也有很大差异。合金呈单相固溶体组织(如奥氏体)时,其可锻性好;而金属具有金属化合物组织(如渗碳体)时,其可锻性差。铸态柱状组织和粗晶粒不如经由压力加工后的匀称而细小的组织可锻性好。
二加工条件
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2.1 变形温度
提高金属变形时的温度,是改善金属可锻性的有用措施。金属在加热历程中,随着加热温度的升高,金属原子的运动能力zeng强,原子间的吸引力削弱,容易发生滑移,因而塑性提高,变形抗力降低,可锻性显着改善,故铸造一ban都在高温下举行。
金属的加热在整个生产历程中是一个主要的环节,它直接影响着生产率、产物质量及金属的有用使用等方面。
对金属加热的要求是:在坯料匀称热透的条件下,能以较短的时间获得加工所需的温度,同时保持金属的完整性,并使金属及燃料的消耗少。其中主要内容之一是确定金属的铸造温度规模,即合理的shi锻温度和终锻温度。
shi锻温度即开shi铸造温度,原则上要高,但要有一个限度,如凌驾此限度,则将会使钢发生氧化、脱碳、过热和过烧等加热缺陷。所谓过烧是指金属加热温渡过高,氧气渗入金属内部,使晶界氧化,形成脆性晶界,铸造时易破碎,使锻件报废。碳钢的shi锻温度应比固相线低200℃左右。
终锻温度即阻止铸造温度,原则上要低,但不能过低,否则金属将发生加工硬化,使其塑性显著降低,而强度显着上升,铸造时艰辛,对高碳钢和高碳合金工具钢而言甚至打裂。
铸造使金属的温度可用仪表来丈量,也常用视察火色的要领来判断。钢的温度与火色的关系如下表:
表:
温度/℃ |
1300 |
1200 |
1100 |
900 |
800 |
700 |
火色 |
白色 |
亮黄 |
黄色 |
樱红 |
赤红 |
暗红 |
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2.2 变形速率
变形速率即单元时间内的变形水平。变形速率对金属可锻性的影响如图2所示。由图可见,它对可锻性的影响是矛盾的。一方面随着变形速率的提高,回复和再结晶来不及举行,不能实时战胜加工硬化征象,使金属的塑性下降,变形抗力zeng加,可锻衴uan浠担ㄍ贾衋点以左)。另一方面,金属在变形历程中,消耗于塑衴uan湫蔚哪芰坑幸徊棵抛饶埽嗟庇诟鹗艏尤龋菇鹗舻乃苄蕴岣摺⒈湫慰沽ο陆担啥托yuan浜茫ㄍ贾衋点以右)。变形速率越大,热效应越显着。
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2.3 变形方式(应力状态)
变形方式差异,变形金属内应力状态差异。例如挤压变形时为三向受压状态;而拉拔时则为两向受压、一直受拉的状态;镦粗时坯料中心部门的应力状态是三向压应力,周边部门上下和径向是压应力,切向是拉应力。
实践证实,三个偏向的应力中,压应力的数目越多,则金属的塑性越好;拉应力的数目越多,则金属的塑性越差。同号应力状态下引起的变形抗力大于异号应力状态下的变形抗力。拉应力使金属原子间距zeng大,尤其当金属的内部存在气孔、微裂纹等缺陷时,在拉应力作用下,缺陷处易发生应力集中,使裂纹扩展,甚至到达破损报废的水平。压应力使金属内部原子间距减小,不易使缺陷扩展,故金属的塑性提高。但压应力使金属内部摩擦阻力zeng大,变形抗力亦随之zeng大。
因此可以得出结论,金属的可锻性既取决于金属的本质,又取决于变形条件。在压力加工历程中,要力争缔造有利的变形条件,充实验展金属的塑性,降低变形抗力,使能耗少,变形举行得充实,到达加工的效果。