大型鍛件組織對最終熱處理后的組織和性能的影響
奧氏體和鐵素體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中,沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料,以及一些銅合金和鈦合金等,在鍛造過程中產(chǎn)生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。
在加熱和冷卻過程中有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料,如結(jié)構(gòu)鋼和馬氏體不銹鋼等,由于鍛造工藝不當引起的某些組織缺陷或原材料遺留的某些缺陷,對熱處理后的鍛件質(zhì)量有很大影響。 現(xiàn)舉例說明如下:
1、有些大型鍛件的組織缺陷,在鍛后熱處理時可以得到改善,鍛件終熱處理后仍可獲得滿意的組織和性能。例如,在一般過熱的結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織,過共析鋼和軸承鋼由于冷卻不當引起的輕微的網(wǎng)狀碳化物等。
2、有些大型鍛件的組織缺陷,用正常的熱處理較難消除,需用高溫正火、反復(fù)正火、低溫 分解、高溫擴散退火等措施才能得到改善。例如,低倍粗晶不銹鋼的孿晶碳化物等。
3、有些大型鍛件的組織缺陷,用一般熱處理工藝不能消除,結(jié)果使終熱處理后的鍛件性能下降,甚至不合格。例如,嚴重的石狀斷口和棱面斷口、過燒、不銹鋼中的鐵素體帶、萊氏體高合金工具鋼中的碳化物網(wǎng)和帶等。
4、有些大型鍛件的組織缺陷,在終熱處理時將會進一步發(fā)展,甚至引起開裂。例如,合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶組織,如果鍛后熱處理時未得到改善,在碳、氮共滲和淬火后常引起馬氏體針粗大和性能不合格。
不同成形方法,由于其受力情況不同,應(yīng)力應(yīng)變特點不一樣,因而可能產(chǎn)生的主要缺陷也是不一樣的。例如,坯料鐓粗時的主要缺陷是側(cè)表面產(chǎn)生縱向或45°方向的裂紋,錠料鐓粗只上、下端常殘留鑄態(tài)組織等;矩形截面坯料拔長時的主要缺陷是表面的橫向裂紋和角裂,內(nèi)部的對角線裂紋和橫向裂紋;開式模鍛時的主要缺陷則是充不滿、折迭和錯移等。
不同種類的材料,由于其成分、組織不同,在加熱、鍛造和冷卻過程中,其組織變化和力學(xué)行為也不同,因而鍛造工藝不當時,可能產(chǎn)生的缺陷也有其特殊性。例如,萊氏體高合金工具鋼鍛件的缺陷主要是碳化物顆粒粗大、分布不均勻和裂紋,高溫合金鍛件的缺陷主要是粗晶和裂紋;奧氏體不銹鋼鍛件的缺陷上要是晶間貧鉻,抗晶間腐蝕能力下降,鐵素體帶狀組織和裂紋等;鋁合金鍛件的缺陷主要是粗晶、折迭、渦流、穿流等。
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