发布时间 : 星期二 文章第5章 模锻工艺及锻模设计 - 图文更新完毕开始阅读4716296458fb770bf78a559c
3 金属加热时的变化和常见缺陷
金属在加热过程中，由于能量升高，原子的振动加快、振幅增大，以及电子运动的自由行程改变，还有周围介质的影响等原因，金属将发生如下变化：
化学变化：氧化、脱碳、吸氢，产生氧化皮与脱碳层等；
物理变化：热导率、热扩散率、膨胀系数、密度等随温度的升高而变化； 组织结构变化：过热、过烧；
力学性能变化：随加热温度升高，金属的塑形提高，变形抗力降低，残余应力逐步消失；但也可能产生温度应力与组织应力，过大的内应力会引起加热的金属开裂。 4 金属材料锻造温度范围的确定
锻造温度范围：是指开始锻造（始锻温度）与结束锻造（终锻温度）之间的温度区间。 锻造温度确定的原则：
确定锻造温度范围的基本方法：
一般来讲，碳钢的锻造温度范围根据铁-碳相图就可确定；
铝合金、钛合金、铜合金、不锈钢及高温合金，往往须要综合运用各种方法，才能确定出合理的锻造温度范围。
各种材料的始锻和终锻温度可查手册。
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5 金属的加热规范
金属在锻前加热时，应尽快达到规定的始锻温度，以减少氧化，节省燃料，提高生产率。但是，温度升得太快，温度应力就大，往往会造成毛坯开裂。因此，在实际生产中，金属毛坯应按一定的加热规范进行加热。
加热规范：金属毛坯装炉开始到出炉的整个过程中，炉温和料温随时间变化的规定。 为方便起见，加热规范通常是以炉温—时间的变化曲线来表示。
一段、二段、三段或多段加热规范。预热、加热、均热等几个阶段。 如何制定加热规范？
确定加热过程不同阶段的炉温、升温速度和加热与均温时间。
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二、锻件冷却方法
锻件的冷却时锻造后根据锻件材料性质，按照不同的速度冷却到室温的工序。 如果冷却速度选择不当，锻件可能因产生裂纹或白点而报废。 1 锻件在冷却过程中的内应力 （1）冷却时的温度应力
锻件在冷却初期，表层冷却快，体积收缩大；心部冷却慢，体积收缩小。由于表层金属收缩受到心部金属的阻碍，结果在金属的表层产生了拉应力，心部产生了压应力。此时心部温度仍较高，变形抗力小，且塑性较好，还允许微量塑性变形，使温度应力得以松弛。到了冷却后期，锻件表面已接近室温，基本上不再收缩，这时表层金属反而阻碍心部金属继续收缩，导致心部由受压应力转变成受拉应力，从而易产生冷却裂纹。
若锻件材料为抗力大、塑性低的合金，在冷却初期表层金属内产生的拉应力不能得到松弛，就是在冷却后期，也只能使表层金属初期产生的拉应力有所降低，但表层仍为拉应力，心部仍为压应力。 因此，冷却过程中低碳钢与低合金钢锻件可能出现内裂，而高碳钢与高合金钢锻件则易产生外裂。 （2）冷却过程中的组织应力 （3）冷却过程中的残余应力 2 锻件的冷却方法
按照冷却速度的不同，锻件的冷却方法有三种，即在空气中冷却、在灰砂中冷却和在炉内冷却。 1 在空气中冷却
2 在干燥的灰、砂坑（箱）内冷却 3 在炉内冷却
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上次课程回顾：
第五章 模锻工艺及锻模设计 第一节 毛坯加热与锻件冷却 一、毛坯加热方法 二、锻件冷却方法
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