锻造温度范围,是指开始锻造温度(始锻温度)和结束锻造温度(终锻温度)之间的一段温度区间。通过长期的生产实践,一般常用金属材料的锻造温度范围已经非常明确,可以从有关手册中查得。但是,随着材料科学技术的发展,会有更多新的金属材料需要锻造,仅会查表选用锻造温度范围是不够的,还应该掌握科学地确定锻造温度范围的方法。
确定锻造温度范围的基本原则是:在锻造温度范围内,应保证金属具有良好的塑性和较低的变形抗力以利于锻造变形;能改善金属内部组织性能,获得优质锻件;范围宽度尽可能大些,以减少加热火次,提高生产效率。
始锻温度的确定,主要是保证不产生过烧现象。因此碳钢的始锻温度应低于铁—碳平衡图的固相线150一250℃。采用高速锤精锻时,由于高速变形会产生很大的热效应,使毛坯温度升高以致引起过烧,所以始锻温度应该比通常始锻温度约低100℃左右。终锻温度的确定,既要保证金属在终锻前具有足够的塑性,,又要使锻件能够获得良好的组织性能,因此,一般来说终锻温度应稍高于其再结晶温度,既保证毛坯在终锻前仍有足够的塑性,又能使锻后再结晶完全,获得较好的细晶粒组织。
就碳钢而言,终锻温度如果过高,会使锻件晶粒粗大,甚至产生魏氏体组织。终锻温度不能低于铁—碳平衡图的Ai线。否则塑性显著降低,蓬形抗力增大,加工硬化现象严重,容易产生锻造裂纹。
对于亚共析钢,终锻温度应在A3线以上15-50℃,位于单相奥氏体区,塑性良好对低碳钢(含碳量小于0.3%),终锻温度可以降到A3线以下,虽然处于(α十r)两相区,但是仍然具有较好的塑性,变形抗力也不太高。
对于过共析钢,如果终锻温度在Acm线以上,会在锻后冷却过程中,沿着晶界析出网状渗碳体,使锻件的力学性能降低。若在Acm线与A1线之间锻造,就能够依靠塑性变形使析出的渗碳体破碎呈弥散状。因此,应该选择终锻温度在Acm线以下,A1线以上50~100℃。
对于无相变的钢种,不能用热处理方法细化晶粒,只能依靠锻造来控制晶粒度,为了使锻件获得细小晶粒,这类钢的终锻温度一般偏低。
各类钢的锻造温度范围见表2-6。可见一般碳素钢的锻造温度范围比较宽,达到400-580℃多而合金钢、尤其是高合金钢则很窄,只有200一300℃。因此在锻造生产中,高合金钢锻造比较困难,对锻造工艺的要求甚为严格。
表2-6 各类钢的锻造温度范围
钢种 |
始锻温度/℃ |
终锻温度/℃ |
温度范围/℃ |
普通碳素钢 优质碳素钢 碳素工具钢 合金结构钢 合金工具钢 耐热钢 弹簧钢 轴承钢 |
1280 1200 1100 1150~1200 1050~1150 1100~1150 1100~1150 1080 |
700 800 770 800~850 800~850 850 800~850 800 |
580 400 330 350 250~300 250~300 300 280 |
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