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VOL01
锻件余热淬火后力学性能会受到哪些因素的影响?
    2019-12-30 15:16:36

       影响锻件余热淬火后力学性能的因素很多,其中包括加热温度、锻造形变温度(始锻)、终锻温度、形变量、形变速度、终锻后至淬火前的停留时间、淬火介质和回火温度等。

 

       今天主要来了解一下形变速度、锻后停留时间、淬火介质和高温回火温度对锻件余热淬火后力学性能的影响。
 
       一、形变速度
 
       形变速度主要取决于所采用设备,常用锻造设备形变速度如下:
 
       模锻锤    4m/s~7m/s
 
       惯性螺旋压力机    0.5m/s~1.2m/s
 
       热模锻用机械压力机    0.6m/s~1.5m/s
 
       液压机    0.02m/s~0.03m/s

锻件

       随着形变速度增加,强度变化比较复杂,当形变速度较小(0.7m/s~2.8m/s)时,随着形变速度增加,形变过程中越不易发生再结晶,故形变强化效应将随着形变速度增加而增加,但强化到一定程度时,随着强度进一步提高,当形变速度足够大时,形变时所产生的热量将使温度升高而使再结晶过程得以进行,故强度不再随着形变速度增加而增加,甚至还可能有所下降;当形变速度更大时,强度随着形变速度的增加而进一步提高,与此同时,塑性是先增后减,以后不随形变量的增加而变。
 
       二、锻后停留时间
 
       锻件在锻造成形后需要切边和校正,故必须停留一段时间才能淬火,停留时间越短,则保留形变强化效果越多。但是锻后停留时间对锻件力学性能的影响较复杂,其和奥氏体化加热温度、形变温度有关。如果不要求锻件余热淬火能提高钢的强韧性而只希望所得性能不低于普通调质水平,则锻后停留时间完全有可能延长,故锻件余热淬火也可用于自由锻件。
 
       终锻后淬火前停留时间对力学性能的影响随着锻件材质和锻造工艺而不同。碳钢在锻造过程中动态回复和动态再结晶就会完成,锻后停留不仅会发生再结晶,甚至会聚集再结晶,因此锻后应尽快淬火;对于合金钢,特别是形变温度较低、形变量较小时,不易发生再结晶,锻后适当停留会形成有利于提高强度的多边化结构,从而获得最佳的强度和韧性配合。当停留时间过长会使锻件强度下降。总之终锻至淬火的停留时间要根据对锻件性能要求的具体情况而定,一般不宜长。可以通过试验,找到合适的锻后停留时间。
 
       三、淬火介质
 
       淬火介质不仅影响锻件力学性能,金相组织,还可能产生变形和裂纹,所以必须选择合适的淬火介质,并维护和保养好淬火介质。
 
       理想的淬火介质冷却特性:碳钢和低合金钢在650℃以上奥氏体比较稳定,以较慢的速度冷却,以减少工件因内外温差而引起的温度应力;在650℃~450℃,要求有足够快的冷却速度(超过临界冷却速度)低于400℃应该缓慢冷却,以减少组织应力,防止过大变形和淬裂。
 
       淬火冷却时,为获得马氏体或贝氏体组织,必须快冷。但同样是获得马氏体,各种钢的临界冷却速度却不一样,过快冷却,会造成内部应力过大,引起变形甚至开裂。

锻件

       四、高温回火温度
 
       如前所述,锻件余热淬火如果采用和普通调质热处理相同的回火温度,则其塑性和韧性指标比普通调质热处理要低。和普通淬火一样,随着回火温度升高,强度和硬度下降,塑性和韧性则升高,因此只要提高其回火温度,就可使锻件余热淬火的塑性和韧性与普通淬火相当或稍高。
 
       锻件余热淬火具有较高抗回火性,为得到和普通淬火后回火相同的韧性和硬度,锻件余热淬火的高温回火温度比普通淬火后的回火温度一般需提高40℃~80℃,这样可以获得较好的综合力学性能。
 
       以上高温形变热处理对锻件组织和力学性能的影响与形变后回复与再结晶有关,回复与再结晶可以消除高温形变的强化作用,故高温形变对锻件组织和力学性能的影响程度将随着冋复与再结晶的进行而逐渐减弱、甚至消失,所以在确定锻件余热淬火工艺参数时要注意。
 

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