奧氏體和鐵素體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過(guò)程中,沒(méi)有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料,以及一些銅合金和鈦合金等,在鍛造過(guò)程中產(chǎn)生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。
在加熱和冷卻過(guò)程中有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料,如結(jié)構(gòu)鋼和馬氏體不銹鋼等,由于鍛造工藝不當(dāng)引起的某些組織缺陷或原材料遺留的某些缺陷,對(duì)熱處理后的鍛件質(zhì)量有很大影響?,F(xiàn)舉例說(shuō)明如下:
1)有些鍛件的組織缺陷,在鍛后熱處理時(shí)可以得到改善,鍛件最終熱處理后仍可獲得滿意的組織和性能。例如,在一般過(guò)熱的結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織,過(guò)共析鋼和軸承鋼由于冷卻不當(dāng)引起的輕微的網(wǎng)狀碳化物等。
2)有些鍛件的組織缺陷,用正常的熱處理較難消除,需用高溫正火、反復(fù)正火、低溫分解、高溫?cái)U(kuò)散退火等措施才能得到改善。例如,低倍粗晶、9Cr18不銹鋼的孿晶碳化物等。
3)有些鍛件的組織缺陷,用一般熱處理工藝不能消除,結(jié)果使最終熱處理后的鍛件性能下降,甚至不合格。例如,嚴(yán)重的石狀斷口和棱面斷口、過(guò)燒、不銹鋼中的鐵素體帶、萊氏體高合金工具鋼中的碳化物網(wǎng)和帶等。
4)有些鍛件的組織缺陷,在最終熱處理時(shí)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展,甚至引起開(kāi)裂。例如,合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶組織,如果鍛后熱處理時(shí)未得到改善,在碳、氮共滲和淬火后常引起馬氏體針粗大和性能不合格;高速鋼中的粗大帶狀碳化物,淬火時(shí)常引起開(kāi)裂。
鍛造過(guò)程中常見(jiàn)的缺陷及其產(chǎn)生原因在鍛造過(guò)中常見(jiàn)的缺陷中將具體介紹。應(yīng)當(dāng)指出,各種成形方法中的常見(jiàn)缺陷和各類材料鍛件的主要缺陷都是有其規(guī)律的。
不同成形方法,由于其受力情況不同,應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)不一樣,因而可能產(chǎn)生的主要缺陷也是不一樣的。例如,坯料鐓粗時(shí)的主要缺陷是側(cè)表面產(chǎn)生縱向或45°方向的裂紋,錠料鐓粗后上、下端常殘留鑄態(tài)組織等;矩形截面坯料拔長(zhǎng)時(shí)的主要缺陷是表面的橫向裂紋和角裂,內(nèi)部的對(duì)角線裂紋和橫向裂紋;開(kāi)式模鍛時(shí)的主要缺陷則是充不滿、折疊和錯(cuò)移等。各主要成形工序中常見(jiàn)的缺陷將在各主要成形工序中常見(jiàn)的缺陷與對(duì)策中詳細(xì)介紹。
不同種類的材料,由于其成分、組織不同,在加熱、鍛造和冷卻過(guò)程中,其組織變化和力學(xué)行為也不同,因而鍛造工藝不當(dāng)時(shí),可能產(chǎn)生的缺陷也有其特殊性。例如,萊氏體高合金工具鋼鍛件的缺陷主要是碳化物顆粒粗大、分布不均勻和裂紋,高溫合金鍛件的缺陷主要是粗晶和裂紋;奧氏體不銹鋼鍛件的缺陷主要是晶間貧鉻,抗晶間腐蝕能力下降,鐵素體帶狀組織和裂紋等;鋁合金鍛件的缺陷主要是粗晶、折疊、渦流、穿流等