临川金属材料测试力学性能测试扭转拉伸测试中心

  • 发布时间:2018-07-09 15:42:00,加入时间:2018年03月01日(距今2451天)
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  锻造生产中,除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外,还必须满足零件在使用过程中 所提出的性能要求,其中主要包括:强度指标、塑性指标、冲击韧度、疲劳强度、断裂初度 和抗应力腐蚀性能等,对高温工作的零件,还有髙温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蝤变性能 和热疲劳性能等。

  锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、 挤压及锻造加丁后形成的半成品。锻造生产中,采用合理的工艺和工艺参数,可以通过下列 几方面来改善原材料的组织和性能:

  1、打碎柱状晶,改善宏观偏析,把铸态组织变为锻态组织,并在合适的温度和应力条件下,焊合内部孔隙,提高材料的致密度;

  2、铸锭经过锻造形成纤维组织,迸一步通过轧制、挤压、模锻使锻件得到合理的纤维方向分布;

  3、控制晶粒的大小和均匀度;

  4、改善第二相(例如:莱氏体钢中的合金碳化物)的分布;

  5、使组织得到形变强化或形变强化等。

   由于上述组织的改善,使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高,然后通过零件的后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。

  但是,如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理,则可能产生锻件缺陷,包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。

1. 再结晶过程

变形后的金属在较高温度加热时,由于原子扩散能力增大,被拉长(或压扁)、破碎的晶粒通过重新生核、长大变成新的均匀、细小的等轴晶。这个过程称为再结晶。变形金属进行再结晶后,金属的强度和硬度明显降低,而塑性和韧性大大提高,加工硬化现象被消除,此时内应力全部消失,物理、化学性能基本上恢复到变形以前的水平。再结晶生成的新的晶粒的晶格类型与变形前、变形后的晶格类型均一样。

2. 再结晶温度

变形后的金属发生再结晶的温度是一个温度范围,并非某一恒定温度。一般所说的再结晶温度指的是低再结晶温度(T再), 通常用经大变形量(70%以上)的冷塑性变形的金属,经一小时加热后能完全再结晶的低温度来表示。低再结晶温度与该金属的熔点有如下关系:

T再=(0.35~0.4)T熔点

式中的温度单位为绝对温度(K)。 低再结晶温度与下列因素有关:

(1)预先变形度 金属再结晶前塑性变形的相对变形量称为预先变形度。预先变形度越大, 金属的晶体缺陷就越多, 组织越不稳定,低再结晶温度也就越低。当预先变形度达到一定大小后, 金属的低再结晶温度趋于某一稳定值。

(2)金属的熔点 熔点越高, 低再结晶温度也就越高。z89g88l5ysqw

(3)杂质和合金元素 由于杂质和合金元素特别是高熔点元素, 阻碍原子扩散和晶界迁移, 可显著提高低再结晶温度。如高纯度铝的低再结晶温度为80 ℃, 而工业纯铝(99.0%)的低再结晶温度提高到了290 ℃。

(4)加热速度和保温时间 再结晶是一个扩散过程, 需要一定时间才能完成。提高加热速度会使再结晶在较高温度下发生, 而保温时间越长, 再结晶温度越低。

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