高合金钢锻造的特点?

2021-06-09 15:40:05 admin

          具体分析某种高合金钢锻造特点以前,首先提一下髙合金钢及其锻造的一些共同性问题

()高合金钢的相的组成和再结晶特点

1.组织的多相性

在髙合金钢中在不同的温度下所能遇到的相有下列几种

1具有较高塑性的均匀相,例如奥氏体固溶体

2能使材料强化且使塑性下降不多的相,例如弥散的碳化物、金属间化合

3能使材料塑性剧烈下降的脆性相、非金属夹杂物及大的析出相,如奥氏体钢中的a相及铁素体钢中的Y

4在晶界上呈封闭骨架状、块状和针状引起脆性状态的相,如高速钢中的共晶碳化物;

5低熔点的相,如硫化铁和铁的共晶体,

对于每一种髙合金钢不是以上几种相同时存在,而是前三种相比较常见

2.再结晶温度高再结晶度低

合金元素的加入,特别是复杂相的形成对基体金属原子的扩散起碍作用因而提高了再结晶温度,减慢了再结晶速度,

例如纯铁的再结晶温度为450左右,含碳0.49%的钢在750变形有明显的再结晶而对于含碳0.42%,含铬15%,含镍7%的耐热900变形仍得不到再结晶组织

                                                         筒类锻件 (3).jpg

(二)离合金钢的加热特点和锻造温度范围

与碳钢相比,高合金钢的加热和锻造温度有以下特点:

1.导热系数低,需采用预热

髙合金钢内含有大量合金元素,它们破坏了钢内部原子排列的规则性,使热传导困难,所以髙合金钢特别是含铬及镍较多的髙合金钢的导热系数较碳钢低得多在室温时,两者相差2.5倍,当温度升髙时两者的差距逐渐减小。由于温下髙合金钢的导热性差,而且塑性也较低,加热速度髙时由于温度应力大易引起开裂(特别是大尺寸钢锭),所以,加热高合金钢时需进行预热冷锭装炉时,炉温应较低,且升温不能太快对于钢坯,由于塑性较钢锭高,则可以放些要求

2.锻造温度范围窄

由于高合金钢的成分复杂,当温度髙时,在晶界处易出现低熔点物质而且对某些奥氏体钢在高温下会形成0相,对有些铁素体铜晶粒则有过分长大的危险。因此,高合金钢的始锻温度一般不比碳钢髙但终锻温度却比碳钢髙这是因为高合金钢比碳钢再结晶度高变形抗力高,且塑性较低,不允许终锻温度过低。

由上面分折可见,高合金钢锻造温度范围必然较碳钢的窄,般碳钢的锻造温度范围为350400而有些髙合金钢只有100〜200

(三)合金钢的锻造性能

与碳素结构钢相比,高合金钢的锻造性能有下列特点:

1.变形抗力大.硬化倾向性大

高合金钢在锻造温度下的变形抗力比碳钢甚至普通合金结构钢髙好几倍,对于高合金竟髙达5〜8倍而且随着变形程度的增加变形抗力也显著增大,即所谓硬化倾向性大。另外,高速变形(例如锤上锻造)比低速变形(例如压力机上锻造> 时的变形抗力要高得多。

2.塑性

碳素结构钢在锻造温度范围内塑性相当髙,镦粗所允许的变形量仅由设备能力限制,而对于某些髙合金钢变形量过大就会产生裂纹。例如某些耐热钢,允许的镦粗变形量为60%,而有些高温合金,仅允许40%

高合金钢的上述两个特点(抗力大,塑性低可以由其组织复杂,再结晶速度慢、再结晶温度高来解释

                                                        14(1).jpg

(四)高合金钢钢锭锻造的特点

高合金钢钢锭锻造时要注意以下几个问題:

1.由于铸态组织脆弱开始锻造要轻击,当铸态组织初步破碎表层塑性提髙以后再重击,以使变形渗透到内部

2.当塑性很低的铸锭在平砧上锻造易开裂时(多出现纵向裂纹),宜用上下V型砧锻造,V型砧的顶角取90°105°。为避免产生横向裂纹宜将砧沿棱角倒圆,使半径r= 0.20.3RR为坯料半径

3.通常锻造比Y取得较碳钢髙。碳钢一般取Y=22.5,高合金钢取Y3以上。

4.锻件的主要变形工序应在较高温度下进行避免在低温下进行倒角冲孔和扩孔等操作否则局部温度太低易开裂,所有与坯料接触的工具都应预热。

5.钢锭的表面状态对髙合金钢的塑性影响很大,用机械加工的办法去掉钢锭外层的缺陷(通常叫做剥皮)后的压下可以提髙1.52倍而不致开裂。

(五)高合金钢锻造中几个常见的问

对于不同牌号的髙合金钢,由于其成分和使用要求不同,在锻造时除了都要求不产生裂纹外)要重点解决的问题也不同。

例如,对于高速钢,锻造时要重点解决碳化物不均匀性问题以提高刀具的寿命;对于Crl2Mo等髙铬模具钢除了与高速钢有类似的要求外,有时还要求一定的纤维方向; 对于护环钢主要是通过变形强化解决提髙强度(在残余应力不超过许可值的条件下)的问題;对于奥氏体不锈钢和耐热钢,特别是髙合金.要求避免出现大的晶粒;对于铁素体钢,除了有类似的要求外还要避免在清理表面缺陷时产生裂纹


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