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锻造比对钢锭低倍组织和机械性能的影响
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钢锭的锻造比要求一定的锻造比。目的是消除铸造缺陷和铸造结构:的破裂的孔,松散和破裂,破坏树枝状结构,细化晶粒并在钢中分布第二相。均匀地这增加了钢的密度并改善了锻件的机械性能。中国模具钢网-钢厂大图 钢铁7

开始锻造后,首先焊接锭内部的松动,气孔和裂纹。随着变形程度的增加,由于焊接而导致的松动孔和排气孔的数量减少。同时,钢锭中的非金属夹杂物也通过破碎和变形而得到精炼。由于诸如非金属夹杂物的松动和断裂等缺陷的扭曲而提高了可塑性。当变形程度增加到大约50%时,诸如锭中的松动之类的缺陷被基本上焊接。随着变形量的增加(X50%),非金属夹杂物的尺寸减小,并在毛坯内部形成形状

成为所谓的纤维结构,这使得钢的纵向和横向塑性指标之间的差异更加明显。

合金结构钢和低合金工具钢锭的低倍结构规律随锻造比而变化。当33,360的锻造比等于1时,铸锭的轴向中心是等轴的,而外部区域是柱状枝晶;锻造比为2-3时,轴心区域为纤维状结构,外周区域为与原始方向成一定角度的柱状结晶。当锻造比等于4 ^ -6时,轴向中心区域仍为纤维状结构,外围区域取向且最大。主变形方向接近均匀变形晶粒。当锻造比大于10时,锻造在整个截面上具有纤维结构。

钢或钢坯的纵向和横向机械性能差异称为钢机械性能的各向异性。各向异性程度可以表示为纵向性能指标与横向性能指标之比。

钢的机械性能的各向异性主要是由于钢中非金属夹杂物的取向形成纤维结构。其次,严重的枝晶偏析和气体的存在也有很大的影响。

夹杂物形状对钢性能的影响具有重要意义。当夹杂物分布在钢中的纤维中时,或者因为夹杂物与金属基体的结合力弱;或由于特性不同于基体金属,金属的连续性被破坏。因此,它们的存在对钢的机械性能的影响可以看作是裂纹和空隙的作用。当力为33,360时,应力集中发生在母材和夹杂物之间的边界处。

氢对锻钢横向力学性能的影响与夹杂物相似。 33,360个圆形孔对横向机械性能影响不大,而细长的尖孔对横向机械性能影响严重。

钢锭中树枝状偏析的存在形成了一种结构,其中在锻造过程中可塑性和强度各层交替重叠(每层的化学成分不同)。因此,锻件就像材料的多层组合。当沿着每层的方向进行拉伸试验时,材料的可塑性和强度对应于每层的可塑性和强度的平均值。当横向于每一层的方向进行拉伸试验时,多层材料的性能最大程度取决于薄层的机械性能。因此,树枝状偏析的存在将增加锻件机械性能的各向异性。高温均质退火可以减少由化学成分不均匀引起的纵向和横向机械性能的差异。

随着锻造比的增加,钢的纵向和横向力学性能之间的差异顺序为:冲击韧性a,最大差异,截面收缩率和伸长率的减小率是6倍,并且区别在于疲劳极限Q-1。当锻造比等于6-10时,横向试样的冲击韧性a *约为纵向试样的50个小肠,疲劳极限(T-,约为8501o) 。次共析钢的拉伸强度和屈服强度不同。方向性不随锻造比的增加而变化。实际上,上述两个纵向和横向强度指标是相同的。过共析钢的强度指标与钢中带状碳化物的分布方向有关。

航空工厂锻造中使用的原材料大部分是轧制的棒或锻造的毛坯,它们已经具有纤维结构。用这种原料锻造的锻件,其纵向和横向塑性指数的变化主要取决于锻造过程中金属的流动方向。例如,当使用棒或坯料来使棒增厚时,棒或坯料在纵向方向上缩短,并且金属在径向方向上流动。随着标志的粗糙变形程度增加,轴向可塑性指数降低而径向可塑性指数增加。当颗粒的变形度大于20%时,径向可塑性指数通常超过轴向可塑性指数。作为另一个例子,当用肋和腹板锻造锻件时,大多数金属横向流动。因此,模锻件的纵向可塑性指数基本保持不变,并且横向可塑性指数随着变形程度的增加而增加。

来源:《合金钢锻造》西北工业大学陈世珍主编王德康。

-国防工业出版社,1984年。6

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3333合金钢锻锭的锻钢力学性能

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