金(jin)屬鍛造是利用錘頭的沖擊力或水(shui)壓機的壓力使坯(pi)料改(gai)變(bian)成我們(men)所需要的形(xing)狀的一種加(jia)工(gong)方法。金(jin)屬的可(ke)鍛性就是材料在承受錘鍛加(jia)工(gong)工(gong)藝時，改(gai)變(bian)形(xing)狀而不產(chan)生裂紋的性能。


  鍛造對提高(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)塑性和改善(shan)鋼(gang)(gang)的(de)(de)質(zhi)量有許多優點，這是因(yin)為鍛造時可(ke)以破碎(sui)被鍛造金屬(shu)的(de)(de)鑄(zhu)態組織(zhi)。因(yin)此，在我國的(de)(de)一些合金鋼(gang)(gang)廠中都有鍛造車間。鍛造分為自由鍛造和模鍛兩種(zhong)，如(ru)圖5-2所示(shi)。


2.jpg


  從生(sheng)(sheng)產(chan)角(jiao)(jiao)度考慮(lv)，應(ying)該在滿足鍛(duan)件尺寸及(ji)性能要(yao)求的(de)(de)基礎上，盡量發揮生(sheng)(sheng)產(chan)設備的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)率和降低燃料及(ji)設備的(de)(de)消耗。因此，選(xuan)擇(ze)開鍛(duan)和終鍛(duan)溫度是(shi)(shi)一個綜合性的(de)(de)技術問題和經濟問題。假若在較(jiao)寬的(de)(de)溫度范圍都能獲(huo)得合格的(de)(de)鍛(duan)件，應(ying)該從經濟角(jiao)(jiao)度來選(xuan)擇(ze)合理(li)的(de)(de)工藝規程。很(hen)明(ming)顯，溫度愈高，鍛(duan)造(zao)就愈容(rong)易，生(sheng)(sheng)產(chan)率也就會愈高；但是(shi)(shi)燃料的(de)(de)消耗及(ji)加熱爐的(de)(de)損耗也會愈大；應(ying)從這(zhe)兩方面(mian)考慮(lv)，進行合理(li)的(de)(de)選(xuan)擇(ze)。


  不銹鋼鍛造要比碳鋼或低合金鋼要困難得多，這是因為不銹鋼(gang)在高溫狀態下或在鍛造時，其顯微組織在較高溫度下仍有較高的強度。不同類型及成分的不銹鋼具有不同的可鍛性和不同的鍛造負荷。


  首先考慮(lv)終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)如何(he)確定的(de)(de)(de)(de)。以碳(tan)素鋼及合金結(jie)構鋼為例(li)，開(kai)鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)（To）應(ying)高于(yu)(yu)(yu)(yu)A3點，避(bi)免在鍛(duan)(duan)造(zao)時(shi)的(de)(de)(de)(de)相變(bian)所引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)裂紋；終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)（TG）應(ying)盡可(ke)(ke)能(neng)低，避(bi)免晶粒的(de)(de)(de)(de)過粗。僅從這方(fang)面考慮(lv)，終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)可(ke)(ke)能(neng)很(hen)低。但是(shi)終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)又取決于(yu)(yu)(yu)(yu)開(kai)鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)，對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)給定的(de)(de)(de)(de)開(kai)鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)及鍛(duan)(duan)造(zao)時(shi)間，終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)被確定了的(de)(de)(de)(de)。鍛(duan)(duan)造(zao)時(shi)間一般(ban)不(bu)希望長，否(fou)則會影(ying)響生產率，而開(kai)鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)也不(bu)宜太(tai)低，否(fou)則塑性(xing)變(bian)形阻力較大，也不(bu)經濟。因此，除非終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)對(dui)鍛(duan)(duan)件的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)起(qi)著很(hen)重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，否(fou)則它便是(shi)次(ci)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)被決定的(de)(de)(de)(de)因素了。對(dui)于(yu)(yu)(yu)(yu)鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼來(lai)(lai)說，過大的(de)(de)(de)(de)晶粒會嚴重影(ying)響它的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)，而這種鋼又沒有多形性(xing)相變(bian)，無法用熱(re)處理來(lai)(lai)細化晶粒，因此一般(ban)將終鍛(duan)(duan)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)或最(zui)后的(de)(de)(de)(de)軋制溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)限制在不(bu)高于(yu)(yu)(yu)(yu)875℃的(de)(de)(de)(de)范圍內。


  鍛造溫度愈(yu)高(gao)，則(ze)鋼的強度愈(yu)低，而塑性則(ze)愈(yu)大，故(gu)生產率愈(yu)高(gao)。從這(zhe)方面考慮(lv)，開鍛溫度愈(yu)高(gao)愈(yu)佳。但是也有(you)幾個因素阻止了(le)開鍛溫度的提高(gao)。


 ①. 過(guo)熱及過(guo)燒


    溫(wen)度(du)過(guo)高時(shi)，晶粒過(guo)于(yu)(yu)粗(cu)大，發生(sheng)過(guo)熱現(xian)象；如溫(wen)度(du)再提高時(shi)，將會(hui)發生(sheng)局部熔化(hua)的(de)過(guo)燒現(xian)象。故開(kai)鍛溫(wen)度(du)的(de)理想上(shang)限是固(gu)相線溫(wen)度(du)，這只是避免過(guo)燒的(de)上(shang)限溫(wen)度(du)。過(guo)熱溫(wen)度(du)低于(yu)(yu)過(guo)燒溫(wen)度(du)，而鑄錠(ding)還有成分的(de)偏析，因此開(kai)鍛溫(wen)度(du)上(shang)限約低于(yu)(yu)固(gu)相線溫(wen)度(du)150～300℃。


 ②. 氧化及(ji)脫碳


    溫度愈(yu)高，則氧化(hua)及(ji)脫碳程(cheng)度愈(yu)大，金屬的損耗也愈(yu)多(duo)。


 ③. 溫(wen)度(du)的控制


    在車間內，溫(wen)度的控制范圍(wei)應予(yu)考(kao)慮，確定開鍛溫(wen)度時應加(jia)上這方面的安全系數。


 ④. 燃(ran)料(liao)及加熱設(she)備(bei)


    這是限制開鍛(duan)溫度的實(shi)際(ji)條(tiao)件。


  奧氏體耐熱不銹鋼(gang)在過高的熱加工溫度下，可能出現δ相，也會影響加熱工性能，特別是在進行無縫管的穿孔工藝時。


  對于熱變形時間(jian)較長的工(gong)藝(yi)，例如，軋制或穿孔，還應考慮變形放出的熱量(liang)(liang)，這種熱量(liang)(liang)可以使軋件的溫度升高。


  高溫(wen)合金(jin)(jin)的(de)高溫(wen)強度(du)(du)(du)較高，必須在較高的(de)溫(wen)度(du)(du)(du)才能鍛(duan)造；而這(zhe)些(xie)合金(jin)(jin)中的(de)合金(jin)(jin)元素(su)含量較高，固相線(xian)溫(wen)度(du)(du)(du)因而較低，又(you)不容許有太高的(de)鍛(duan)造溫(wen)度(du)(du)(du)。對(dui)于這(zhe)些(xie)難加(jia)工(gong)的(de)金(jin)(jin)屬材料，常常需要用熱(re)加(jia)工(gong)性能來選擇加(jia)工(gong)溫(wen)度(du)(du)(du)。


  鍛(duan)造(zao)的(de)另一個問題是鍛(duan)壓比。對于(yu)碳化(hua)(hua)物(wu)較(jiao)多(duo)的(de)工具鋼，例如，高速鋼，常常要求高于(yu)一定(ding)數值的(de)鍛(duan)壓比，才能打碎初生碳化(hua)(hua)物(wu)，避免嚴重的(de)碳化(hua)(hua)物(wu)偏析。