金(jin)屬鍛造是利用錘(chui)頭的(de)(de)沖擊力或水壓機的(de)(de)壓力使坯料改變成我(wo)們所需要(yao)的(de)(de)形狀的(de)(de)一種加(jia)工方法。金(jin)屬的(de)(de)可鍛性就是材(cai)料在(zai)承受錘(chui)鍛加(jia)工工藝(yi)時，改變形狀而不(bu)產生裂紋的(de)(de)性能。


  鍛造(zao)對提高(gao)鋼(gang)的塑性和改(gai)善(shan)鋼(gang)的質量有許多優點，這是因為(wei)(wei)鍛造(zao)時可以破碎被鍛造(zao)金屬的鑄態(tai)組織(zhi)。因此，在我國的一(yi)些合金鋼(gang)廠中都(dou)有鍛造(zao)車間。鍛造(zao)分為(wei)(wei)自由鍛造(zao)和模鍛兩種，如圖5-2所示。


2.jpg


  從生(sheng)產(chan)角度考(kao)慮，應該(gai)在(zai)滿足鍛件(jian)尺寸及性能要求的基(ji)礎上，盡量發揮生(sheng)產(chan)設備的生(sheng)產(chan)率和降低燃料(liao)及設備的消(xiao)耗(hao)。因(yin)此(ci)，選擇開鍛和終鍛溫(wen)度是(shi)(shi)一(yi)個綜合(he)性的技術(shu)問題(ti)和經(jing)濟問題(ti)。假(jia)若在(zai)較寬(kuan)的溫(wen)度范圍(wei)都能獲得合(he)格的鍛件(jian)，應該(gai)從經(jing)濟角度來選擇合(he)理(li)(li)的工藝規程。很明顯，溫(wen)度愈(yu)高，鍛造就(jiu)愈(yu)容易(yi)，生(sheng)產(chan)率也就(jiu)會愈(yu)高；但(dan)是(shi)(shi)燃料(liao)的消(xiao)耗(hao)及加熱爐(lu)的損耗(hao)也會愈(yu)大；應從這兩方(fang)面(mian)考(kao)慮，進(jin)行(xing)合(he)理(li)(li)的選擇。


  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(shou)先考慮(lv)(lv)終(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)如何確(que)定的(de)。以碳素鋼(gang)(gang)及合金(jin)結構鋼(gang)(gang)為例(li)，開(kai)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)（To）應(ying)(ying)高于(yu)(yu)A3點，避免在鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)時的(de)相變所引起的(de)裂紋；終(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)（TG）應(ying)(ying)盡(jin)可能(neng)低，避免晶(jing)粒(li)的(de)過粗。僅從這方面考慮(lv)(lv)，終(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)可能(neng)很(hen)低。但是(shi)終(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)又取決(jue)于(yu)(yu)開(kai)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)，對于(yu)(yu)給定的(de)開(kai)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)及鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)時間，終(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)是(shi)被確(que)定了的(de)。鍛(duan)(duan)(duan)(duan)造(zao)時間一般不(bu)希望長，否(fou)則(ze)會影響(xiang)生(sheng)產率，而(er)開(kai)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)也不(bu)宜太低，否(fou)則(ze)塑性變形阻力較(jiao)大，也不(bu)經濟。因此，除非終(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)對鍛(duan)(duan)(duan)(duan)件的(de)性能(neng)起著很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)影響(xiang)，否(fou)則(ze)它便是(shi)次要(yao)的(de)被決(jue)定的(de)因素了。對于(yu)(yu)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)來(lai)說，過大的(de)晶(jing)粒(li)會嚴(yan)重(zhong)影響(xiang)它的(de)塑性，而(er)這種鋼(gang)(gang)又沒有(you)多形性相變，無法(fa)用熱處理來(lai)細(xi)化晶(jing)粒(li)，因此一般將終(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鍛(duan)(duan)(duan)(duan)溫(wen)(wen)度(du)(du)或最后的(de)軋(ya)制溫(wen)(wen)度(du)(du)限(xian)制在不(bu)高于(yu)(yu)875℃的(de)范(fan)圍內(nei)。


  鍛(duan)造溫度(du)(du)愈高(gao)(gao)，則(ze)鋼的(de)強度(du)(du)愈低，而(er)塑性則(ze)愈大(da)，故生(sheng)產率愈高(gao)(gao)。從這方面考慮，開鍛(duan)溫度(du)(du)愈高(gao)(gao)愈佳(jia)。但是(shi)也有幾個(ge)因素(su)阻止(zhi)了開鍛(duan)溫度(du)(du)的(de)提高(gao)(gao)。


 ①. 過熱及過燒


    溫(wen)(wen)度(du)過(guo)(guo)(guo)高(gao)時，晶粒(li)過(guo)(guo)(guo)于粗大，發生過(guo)(guo)(guo)熱現象；如溫(wen)(wen)度(du)再提高(gao)時，將會發生局部熔化(hua)的過(guo)(guo)(guo)燒現象。故開鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)的理想上(shang)限(xian)是固(gu)相線(xian)溫(wen)(wen)度(du)，這(zhe)只是避免過(guo)(guo)(guo)燒的上(shang)限(xian)溫(wen)(wen)度(du)。過(guo)(guo)(guo)熱溫(wen)(wen)度(du)低于過(guo)(guo)(guo)燒溫(wen)(wen)度(du)，而鑄錠還有成分(fen)的偏析，因此開鍛(duan)溫(wen)(wen)度(du)上(shang)限(xian)約(yue)低于固(gu)相線(xian)溫(wen)(wen)度(du)150～300℃。


 ②. 氧化及脫碳


    溫度(du)愈高，則氧化及(ji)脫(tuo)碳程度(du)愈大(da)，金屬的損(sun)耗也愈多。


 ③. 溫度的控制(zhi)


    在(zai)車間(jian)內，溫度的控制范(fan)圍應(ying)予考慮，確定開鍛溫度時應(ying)加上這方面(mian)的安全系數。


 ④. 燃料及加(jia)熱設備


    這(zhe)是限制開(kai)鍛溫度的實際條(tiao)件。


  奧氏體耐熱不銹鋼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(dui)于熱(re)變形時(shi)間(jian)較長的工藝，例如，軋制或穿(chuan)孔，還應考慮變形放出的熱(re)量(liang)，這(zhe)種熱(re)量(liang)可以使軋件的溫(wen)度升高。


  高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)金(jin)的(de)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)強度(du)(du)較高(gao)(gao)，必須(xu)在較高(gao)(gao)的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)才能鍛造(zao)；而這(zhe)(zhe)些(xie)合(he)金(jin)中(zhong)的(de)合(he)金(jin)元(yuan)素含(han)量(liang)較高(gao)(gao)，固(gu)相線(xian)溫(wen)(wen)度(du)(du)因而較低，又不容(rong)許有太高(gao)(gao)的(de)鍛造(zao)溫(wen)(wen)度(du)(du)。對于(yu)這(zhe)(zhe)些(xie)難加工(gong)的(de)金(jin)屬材料，常常需要用熱加工(gong)性(xing)能來選擇(ze)加工(gong)溫(wen)(wen)度(du)(du)。


  鍛造(zao)的(de)(de)另一(yi)個問(wen)題(ti)是鍛壓(ya)比。對于碳化(hua)物較多的(de)(de)工具鋼，例如，高(gao)速鋼，常(chang)常(chang)要(yao)求高(gao)于一(yi)定數值的(de)(de)鍛壓(ya)比，才能打碎初生碳化(hua)物，避免嚴重的(de)(de)碳化(hua)物偏析。