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鍛件在加熱和冷卻過(guò)程中，將發(fā)生熱脹冷縮的體積變化以及因相變時(shí)新舊兩相比體積差異而發(fā)生的體積變化。由于熱傳導(dǎo)過(guò)程、鍛件的表面比心部先加熱或先冷卻，在截面上外部分之間存在溫差，導(dǎo)致鍛件表面和心部的體積變化不能同時(shí)發(fā)生。各部分體積變化的相互牽制就會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。

鍛件在加熱或冷卻時(shí)，由于表面和心部存在的溫差導(dǎo)致熱脹冷縮的不一致所引起的內(nèi)應(yīng)力稱為熱應(yīng)力。熱應(yīng)力是熱處理過(guò)程普遍存在的一種內(nèi)應(yīng)力。

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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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鍛件鍛后控溫冷卻方式有哪些？

非調(diào)質(zhì)鋼零件，鍛后冷卻方式直接影響產(chǎn)品性能。在實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中，通常采用自然空冷、箱內(nèi)緩冷和控制冷卻等幾種冷卻方式。比較不同方式下零件的金相組織和力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，在自然空冷這種快冷方式冷卻條件下，由于相變前冷卻速度較快，表層組織中鐵素體數(shù)量較少，鐵素體網(wǎng)較細(xì)，這對(duì)改善零件的高頻淬火以及力學(xué)性能是有益的；但為消除鍛件的內(nèi)應(yīng)力，減少零件加工過(guò)程中的變形，冷卻速度又不宜太快。所以非調(diào)質(zhì)鋼零件鍛后較為合理的冷卻方式應(yīng)該是：

1.在相變前采用快速冷卻，冷卻速度每分鐘可控制在40℃~80℃，以獲得較細(xì)小的鐵素體晶粒。

2.在相變過(guò)程和相變完成后采用綏慢冷卻，以消除鍛件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，同時(shí)也可消除或減少硬度不均，使硬度均勻化，便于冷加工，這是非調(diào)質(zhì)鋼在鍛造生產(chǎn)過(guò)程中，控制鍛后冷卻所要達(dá)到的目的和效果。

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鍛件余熱淬火后力學(xué)性能會(huì)受到哪些因素的影響？

鍛后停留時(shí)間

鍛件在鍛造成形后需要切邊和校正，故必須停留一段時(shí)間才能淬火，停留時(shí)間越短，則保留形變強(qiáng)化效果越多。但是鍛后停留時(shí)間對(duì)鍛件力學(xué)性能的影響較復(fù)雜，其和奧氏體化加熱溫度、形變溫度有關(guān)。如果不要求鍛件余熱淬火能提高鋼的強(qiáng)韌性而只希望所得性能不低于普通調(diào)質(zhì)水平，則鍛后停留時(shí)間完全有可能延長(zhǎng)，故鍛件余熱淬火也可用于自由鍛件。

終鍛后淬火前停留時(shí)間對(duì)力學(xué)性能的影響隨著鍛件材質(zhì)和鍛造工藝而不同。碳鋼在鍛造過(guò)程中動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶就會(huì)完成,鍛后停留不僅會(huì)發(fā)生再結(jié)晶，甚至?xí)奂俳Y(jié)晶，因此鍛后應(yīng)盡快淬火；對(duì)于合金鋼，特別是形變溫度較低、形變量較小時(shí)，不易發(fā)生再結(jié)晶，鍛后適當(dāng)停留會(huì)形成有利于提高強(qiáng)度的多邊化結(jié)構(gòu)，從而獲得佳的強(qiáng)度和韌性配合。當(dāng)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使鍛件強(qiáng)度下降?？傊K鍛至淬火的停留時(shí)間要根據(jù)對(duì)鍛件性能要求的具體情況而定，一般不宜長(zhǎng)?？梢酝ㄟ^(guò)試驗(yàn)，找到合適的鍛后停留時(shí)間。

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