金属锻造温度范围如下。
金属的锻造温度范围是指开始锻造温度(始锻温度)与结束锻造温度(终锻温度)之间的一段温度区间。
确定锻造温度范围的原则:要求在锻造温度范围内金属具有良好的塑性和较低的变形抗力;能够获得优质锻件;温度范围尽可能宽,以便减少加热次数,提高生产率。
锻造温度根据下列因素确定。
(1)合金的相图 相图是表示合金的成分在不同温度范围区间所具有的组织状态。因此可根据金属的组织形态来确定其锻造温度范围。一般单相组织比多相组织塑性好,变形抗力低。多相组织变形不均匀,塑性低.变形抗力高。锻造时尽可能使合金处于单相组织状态,以提高塑性和有利于成形。
(2)塑性图和抗力图 合金的塑性图和抗力图是对某一牌号的合金,通过热拉伸、热弯曲或热镦粗等不同试验所测绘的关于塑性和变形抗力随温度而变化的曲线图。为了更好地符合锻造生产实际,常在动载设备和静载设备上的进行镦粗实验,这样可以反映出变形温度对金属的塑性指标和变形抗力的影响,从而定出最适合的温度范围。
(3)再结晶图 合金的再结晶图是表示变形温度、变形程度与锻件晶粒尺寸之间的关系图,它是通过实验测绘的。再结晶图对最后一道变形工序的锻造温度、变形程度具有重要的参考价值。对于有晶粒度要求的锻件,其锻造温度常需根据再结晶图来检査和修正。
综上所述,金属锻造温度范围以合金的平衡相图为基础,再结合塑性图、抗力图和再结晶图,从金属的塑性、变形抗力和锻件质量三个方面进行综合分析,制订出合理的锻造温度范围。
1.始锻温度的确定
金属的始锻温度高,锻造时金属的变形抗力小,塑性髙,有利于锻造成形,但加热温度过高,会引起坯料过分的氧化、脱碳、甚至过热、过烧等缺陷。因此在确定始锻温度时,首先必须保证金属不产生过热、过烧现象。对于碳钢来讲,为防止过热、过烧缺陷,始锻温度应比Fe-C平衡相图的固相线低150〜250℃,随着碳量增加,钢的熔点降低,始锻温度相应降低。
确定始锻温度时还应考虑到坯料组织、锻造方式和变形工艺等因素。如钢锭为坯料时,由于铸态组织比较稳定,产生过烧的倾向性小,因此,钢锭的始锻温度比同钢种钢坯和钢材要髙20〜50℃。采用高速锤锻造时,因为高速变形产生很大的热效应,会使坯料温度升高,容易引起过烧,所以,其始锻温度应比通常始锻温度低约100℃左右。当变形工步所用的时间短或变形量不大时,始锻温度可是适当降低。
2.终锻温度的确定
终锻温度过高,锻造停止后,锻件组织会继续长大,导致锻件组织粗大或析出第二相,严重时产生魏氏体组织,降低力学性能。终锻温度过低,低于再结晶温度时,会导致锻造加工硬化严重,变形抗力增加,锻造变形困难,容易引起锻件开裂。因此,终锻温度应稍高于其再结晶温度50〜100X℃。这样,既保证坯料在终锻前仍有足够的塑性,又可使锻件在锻后获得较好的组织和性能。金属的变形抗力图常常作为确定终锻温度的重要依据之一。
按照上述原则,碳钢的终锻温度约在Fe-C平衡图Ar1线以上20〜8℃,中碳钢的终锻温度应处于奥氏体单相区,组织均匀,塑性良好,完全满足终锻要求。低碳钢的终锻温度可以处于奥氏体和铁素体的双相区内,因两相的塑性均较好,不会给锻造带来困难。高碳钢的终锻温度应处于奥氏体和渗碳体的双相区,在此温度区间锻造,可借助塑性变形将析出的渗碳体打碎成弥散状分布,以避免高于Acm线终锻后在锻件冷却过程沿晶界析出网状碳化物。
大部分合金结构钢和工具钢,因合金元素含量少,对铁碳相图形式并无明显影响,也可参照Fe-C相图来初步确定锻造温度范围。对于铝合金、钛合金、铜合金、不锈钢及高温合金等,需要综合应用各种方法,才能确定合理的锻造温度范围。
终锻温度也要根据锻件的具体情况来调整,钢锭锻造,在未完全热透之前,塑性较低,其终锻温度要比锻坯的终锻温度高30〜50℃。对于无固态相变的合金,组织不能通过热处理的方法进行细化,只有依靠锻造来控制晶粒度,为使锻件获得细小晶粒,这类合金的终锻温度一般偏低。对于利用锻造余热进行热处理的锻件,终锻温度应满足热处理温度的要求。精整工步的终锻温度,-般允许比规定值低50〜80℃。通过长期生产试验和大量的工作,现有金属材料的锻造温度范围大部分已经确定,可从有关手册中査得。