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鍛件熱處理影響因素有哪些？

鍛件生產(chǎn)加工中，除了要保證鍛件所需要的形狀和尺寸外，其內(nèi)部性能也至關(guān)重要，只要滿足工件使用過程中所提出的性能要求，采取合理的鍛造工藝和工藝參數(shù)，才能有效改善原材料的組織和性能。

① 打碎柱狀晶，改善宏觀偏析，把鑄態(tài)組織變?yōu)殄憫B(tài)組織，并在合適的溫度和應(yīng)力條件下，焊合內(nèi)部空隙，提高材料的致密度;

② 鑄錠經(jīng)過鍛造形成纖維組織，進一步通過軋制、擠壓、模鍛，使鍛件得到合理的纖維方向分布；

③ 控制晶粒的大小和均勻度；

④ 改善第二相（例如萊氏體剛中的合金碳化物）的分布；

⑤ 使組織得到形變強化或形變-相變強化等。

由于上述組織的改善，使鍛件的塑性、沖擊韌度、疲勞強度及持久性能等也隨之得到了提高，然后通過零件的熱處理就能得到零件所要求的硬度、強度和塑性等良好的綜合性能。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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大型鍛件通常通過鍛造一次性鑄造形成的大型鑄錠獲得。鑄造后鑄錠中存在氣孔、縮孔、偏析、非金屬夾雜物等常見鑄造缺陷。隨著鋼錠重量的增加，鋼錠的固有缺陷越來越嚴(yán)重，這與大型鍛件的高質(zhì)量要求相矛盾。這些鑄造缺陷的存在對后續(xù)鍛造工藝有極其不利的影響。它們切斷了基體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，大大降低了鋼錠在高溫變形過程中的熱變形塑性。

此外，由于大型鍛件的尺寸效應(yīng)和重量效應(yīng)，鋼錠的熱處理過程也非常復(fù)雜。加熱溫度過低、保溫時間過短不利于合金元素的擴散，甚至不能保證熱處理過程中組織的均勻性。加熱溫度過高、保溫時間過長，容易導(dǎo)致鋼錠晶粒長大、過熱、過燒，甚至導(dǎo)致雜質(zhì)元素沿晶界偏析，為后續(xù)加工中的鍛造開裂埋下隱患。

不僅如此，大型鍛件在加熱過程中對加熱速度也有嚴(yán)格的限制。這是因為鋼錠在加熱過程中有溫度應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，鋼錠本身也有殘余應(yīng)力，所以在加熱過程中很容易被加熱。由于加熱速度過快導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力不一致，鋼錠出現(xiàn)內(nèi)部裂紋。然而，緩慢的加熱速度限制了生產(chǎn)效率的提高。因此，大型鍛件的熱處理工藝比中小型鍛件的熱處理工藝?yán)щy得多。

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環(huán)形鍛件的輾擴工藝介紹：

根據(jù)環(huán)件在軋制過程中壓縮變形方向的不同，可分為徑向軋制和徑向軋制及軸向軋制兩種方法。

（1） 徑向軋制。在軋制過程中，環(huán)壁沿徑向壓縮，金屬沿切向延伸。即使軸向不受輥的限制，環(huán)壁的寬度仍然很小。徑向軋制工藝主要適用于矩形截面、槽形截面和十形截面環(huán)形零件。該工藝設(shè)備簡單，成本低。因此，該設(shè)備廣泛應(yīng)用于擴孔工藝中。外徑小于1000mm的更換件一般采用垂直結(jié)構(gòu)，外徑大于1000mm的更換件一般采用水平結(jié)構(gòu)。

（2） 徑向和軸向軋制。徑向軋制是一種環(huán)件軋制工藝，在徑向軋制的基礎(chǔ)上增加端輥以產(chǎn)生軸向變形。它使用一對徑向輥和一對軸向輥分別軋制環(huán)的壁厚和高度。滾圈端面平直，換模次數(shù)少，大大節(jié)約了模具。該工藝主要適用于大壁厚或復(fù)雜表面的環(huán)形鍛件。

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