锻造技术-知识点(金属热处理)

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1、锻造技术-知识点(金属热处理)锻压金属塑性成形（压力加工）:金属材料在外力作用下产生塑性变形，获得具有一定形状、尺寸和力学性能的毛坯或零件的生产方法。塑性成形基本生产方式:轧制,挤压,拉拔,锻压(锻造（自由锻造，模型锻造）,冲压)一．塑性变形的力学基础：1．塑性变形的本质：位错滑移2．塑性变形屈服准则(1)屈雷斯加（Tresca）屈服准则假设σ1>σ2>σ3>时，则外加最大切应力τmax=(σ1-σ3)/2达到推动位错运动所需要的最小应力时材料则发生屈服(2)密西斯（Mises）屈服准则当等效应力达到某定值时，材料即会屈服，即：=1222[(σ1-

2、σ2)+(σ2-σ3)+(σ3-σ1)]=C2*二．金属锻造性能1．可锻性：金属的可锻性是衡量材料在经受压力加工时获得优质零件难易程度的一个工艺性能。2..衡量标准：常用金属的和来综合衡量。塑性越大，变形抗力越小，则可认为金属的可锻性好；反之则差。3.影响可锻性的因素(1)内在因素(a)化学成分:不同化学成分的金属其可锻性不同(b)合金组织:金属内部组织结构不同，其可锻性差别很大(2)外在因素(a)变形温度:系指金属从开始锻造到锻造终止的温度范围。温度过高:过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷。温度过低：变形抗力↑－难锻，开裂(b)变形速度:变形速度即单位时间内的变形程

3、度(c)应力状态:金属在经受不同方法进行变形时，所产生的应力大小和性质（压应力或拉应力）是不同4.锻造流线与锻造比(1)锻造比:表示金属变形程度大小-拔长工序的锻造比为：Y拔长=A0/A=I/I0式中：A0、A--坯料拔长前后的横截面积I0、I--坯料拔长前后的长度-镦粗工序的锻造比为：Y墩粗=H0/H式中：H0,H--坯料拔长前后的高度。(2)锻造流线(纤维组织):金属压力加工最原始的坯料是铸锭，铸锭大多具有粗大的结晶组织以及气孔、缩松、不溶于基体金属的非金属夹杂等，在压力加工过程中，基体金属的晶粒形状和沿晶界分布的都将沿着变形方向被拉长，呈纤维状分布，这种具有方

4、向性的组织称为铸造组织(镦粗）三．坯料的加热及锻件的冷却1．加热目的：提高坯料的塑性，降低变形抗力，改善锻压性能。2．加热原则：在保证坯料均匀热透的条件下，应尽量缩短加热时间，以减少金属氧化等缺陷，降低燃料消耗。3.加热缺陷及防止措施(1)脱碳：钢中表层碳在高温下与炉气中的氧或氢发生化学反应，生成一氧化碳或甲烷而被烧损掉，使表层含碳量降低的现象。(2)氧化：钢中表层金属极易与炉气中的氧化性气体发生化学反应形成氧化皮（成分为FeO、Fe3O4、Fe2O3等）的现象称为氧化。-防止措施：保证热透前提下，快速加热并减少高温停留时间。(3)过热：坯料的加热温度过高或在高温下

5、长久停留，引起晶粒粗化的现象。-防止措施：重新加热后反复锻造或锻后热处理使晶粒细化。(4)过烧：加热温度如果超过始锻温度过多并接近熔点温度，晶界处会因炉气中的氧气或其他氧化性气体的渗入而被氧化，晶粒与晶粒之间结合力降低，一经锻打便会碎裂，这种现象称为过烧。-防止措施：无(过烧一旦产生，将是无法挽救的)。4．加热设备电阻加热感应加热接触加热5.锻造温度范围(1)始锻温度：开始锻造的温度在不出现过热的前提下，应尽量提高始锻温度，以使坯料具有最佳的锻造性能。碳钢的始锻温度：Ts-200℃左右(2)终锻温度：终止锻造的温度钢的终锻温度应高于(？)温度，以保证金属有足够的塑性

6、以及锻后能获得再结晶组织。-终锻温度过高:易形成粗大晶粒，降低力学性能；-终锻温度过低:锻压性能变差。碳钢的终锻温度:800℃左右常用金属材料的锻造温度范围6．锻件的冷却若锻后冷却不当－锻件翘曲，表面硬度升高，产生裂纹★锻后冷却方式：(1)空冷:将锻后的锻件放在空气中冷却(2)坑冷:将锻后的锻件理入充填着导热性较小的砂子、炉渣、石灰或石棉的地坑中进行冷却。(3)炉冷:将锻后的锻件立即放人500～700℃的加热炉中，随炉冷却。★冷却速度快慢顺序：空冷？坑冷？炉冷一般情况下，钢中含碳量及合金元素的含量越高，体积越大，形状越复杂，冷却速度应该超缓慢。锻造是指对坯料施加外力

7、，使其产生塑性变形，改变尺寸、形状和性能，用以制造机械零件、工件或毛坯的成型方法。-一.自由锻造1.自由锻造是指只用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需几何形状及内部质量锻件的方法。-手工自由锻、机器自由锻2．自由锻造设备(1)手工自由锻工具：支持工具：铁砧打击工具：大锤、手锤成形工具：冲子、平锤、摔锤夹持工具：手钳空气锤动作1）空转2）悬空3）压紧4）连续打击5）单次打击(b)蒸汽-空气锤（蒸汽锤）单柱式蒸汽-空气自由锻锤双柱式蒸汽-空气自由锻锤桥式蒸汽-空气自由锻锤3.自由锻基本工序镦粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲(1)镦粗镦粗是使