一、加熱對(duì)鋼組織和性能的影響
鋼在加熱過程中,其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)要發(fā)生變化,并因此引起鋼的力學(xué)性能、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)等也相應(yīng)變化。為了保證加熱質(zhì)量,認(rèn)識(shí)這些變化規(guī)律是十分必要的。
鋼在加熱中力學(xué)性能變化的—般規(guī)律是:隨著加熱海溫度升高,鋼的強(qiáng)度和硬度降低,而塑性提高。但是鋼在整個(gè)加熱過程中,力學(xué)性能變化是不均勻的,溫度在200℃~400℃,是強(qiáng)度極限高峰值區(qū),而塑性卻為低值區(qū),這就是鋼的“藍(lán)脆”范圍。超過這個(gè)溫度范圍后,隨著溫度提高,強(qiáng)度極限下降,而塑性則不斷上升。
二、金屬如熱時(shí)產(chǎn)生的缺陷和防止
金屬在加熱過程中可能產(chǎn)生的缺陷有氧化(又稱燒損)脫碳、過熱、過燒和內(nèi)部裂紋等。其中氧化和脫碳足由坯料外層組織化學(xué)狀態(tài)引起的缺陷,過熱和過燒是由內(nèi)部組織異常變化引起的缺陷,內(nèi)部裂紋是由于溫度分布不均引起的內(nèi)應(yīng)力(溫度應(yīng)力、組織應(yīng)力)過大引起的坯料裂紋和開裂。
這些缺陷均是坯料在加熱過程中,由于加熱工藝(加熱規(guī)范)制定不合理或加熱操作不當(dāng)所引起。正確的加熱方法是制定合理的加熱規(guī)范,并嚴(yán)格執(zhí)行加熱規(guī)范。應(yīng)盡量減少缺陷或從根本上防止缺陷發(fā)生,并使坯料獲得優(yōu)良加熱質(zhì)量。
三、鋼的鍛造溫度范圍和加熱規(guī)范
確定鍛造溫度范圍的基本原則
金屬鍛造開始溫度和鍛造終結(jié)溫度,即始鍛溫度和終鍛溫度之間的一段溫度間隔稱為鍛造溫度范圍。
從提高塑性和降低變形抗力出發(fā),希望盡可能提高金屬的加熱溫度;但從保證產(chǎn)品質(zhì)量、避免加熱中產(chǎn)生缺陷出發(fā),加熱溫度太高又不好。為了減少火次,節(jié)約能源并提商勞動(dòng)生產(chǎn)率,不僅希望加熱溫度高,還希望結(jié)束鍛造時(shí)溫度低些;但為了避免嚴(yán)重的加工硬化而導(dǎo)致鍛造裂紋的產(chǎn)生,停鍛溫度不宜太低。由此可見,這些因素都是互相矛盾的,互相制約的,所以確定鍛造溫度范圍必須全面考慮。
確定鍛造溫度范圍的基本原則:
1.保證金屬在鍛造溫度范圍內(nèi)有較好的塑性和較低的變形抗力。
2.保證得到良好質(zhì)量(指內(nèi)部組織和力學(xué)性能)的鍛件。
3.盡可能擴(kuò)大鍛造溫度范圍,以便減少火次,節(jié)約能源,并提高鍛造生產(chǎn)率。
在考慮上述諸原則時(shí),要樹立質(zhì)量第一的思想,首先要保證坯料加熱優(yōu)良,以確保鍛出優(yōu)質(zhì)鍛件和良好的塑性,同時(shí)要減少加熱火次,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和減少熱能損失。
制定金屬加熱規(guī)范
為了達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗目的,在金屬加熱各個(gè)階段中,規(guī)定爐溫或料溫隨時(shí)間變化的關(guān)系,這就是加熱規(guī)范,坯溫指坯料從裝爐開始到加熱完整個(gè)過程對(duì)爐子溫度和坯料溫度隨時(shí)間變化的規(guī)定。為了應(yīng)用方便,加熱規(guī)范采用溫度一時(shí)間變化曲線表示,通常以爐溫一時(shí)間變化曲線(又稱加熱曲線)表示。
制定金屬加熱規(guī)范基本原則是優(yōu)質(zhì)、商效、低消耗,要求坯料在加熱過程中不產(chǎn)生加熱缺陷 (裂紋、過熱與過燒,氧化和脫碳少),溫度均勻,加熱時(shí)間短、生產(chǎn)效率高和節(jié)省燃料等。