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車輪鍛件鍛造加工后組織狀態(tài)是什么樣的？

車輪鍛件鍛造成型主要經(jīng)過加熱、變形和冷卻等過程，車輪鍛件因材料成分和車輪鍛件大小而呈現(xiàn)出不同的組織狀態(tài)，歸納起來主要有以下兩點(diǎn)。

1.大車輪鍛件組織狀態(tài)

這類車輪鍛件一般采用鋼錠直接鍛造成形。由于鍛造時(shí)，其加熱次數(shù)多（6火或更多）、變形不均勻、截面差異大、材料合金化程度高等原因，大型車輪鍛件組織突出的特征是殘留氫含量高、組織不均勻程度嚴(yán)重存在（混晶現(xiàn)象），這是影響大車輪鍛件性能的重要因素，因此也是大車輪鍛件熱處理工藝設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)解決的問題。

2.中小車輪鍛件組織狀態(tài)

這類車輪鍛件主要使用軋制型材的坯料模鍛成形，對(duì)亞共析鋼（中碳鋼，中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼），終鍛后空冷到室溫時(shí)，一般得到粗大塊狀鐵素體和層片狀珠光體組織；對(duì)過共析鋼，特別是高碳高合金鋼，終鍛后緩冷,一般可獲得較粗大退火態(tài)組織。又由于車輪鍛件形狀截面差異及冷卻的不可控，其組織往往不均勻，同時(shí)由于溫度應(yīng)力（又稱熱應(yīng)力）和組織應(yīng)力的作用，車輪鍛件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力，所以必須采用熱處理工藝予以改善和消除。

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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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為什么選擇鍛件？

與鑄件比較，鍛件閥門的閥體具有更加均勻結(jié)構(gòu)，更好的密度，更好的強(qiáng)度完整性，更好的尺寸特性，和更小的尺寸誤差。定向構(gòu)造（管線）在整個(gè)強(qiáng)度和應(yīng)力方面都比鑄件具有更高的性能。

（1） 高強(qiáng)度

熱鍛造促進(jìn)在結(jié)晶和晶粒細(xì)化，使得材料能夠達(dá)到大可能的強(qiáng)度和一致性，并且件與件之間的變異小。顆粒流精密地沿著閥體輪廓流動(dòng)，這些連續(xù)的流線有利于減少疲勞或常見故障的發(fā)生率。

（2） 可靠性

能夠滿足設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求的鍛件性一直是鍛件重要的優(yōu)點(diǎn)之一，在某種程度上位于上述特性。

（3） 結(jié)構(gòu)完整性

鍛造消除了內(nèi)部缺陷，產(chǎn)生了連貫一致的金相組織，保證了優(yōu)異的性能。在應(yīng)力和晶體內(nèi)腐蝕問題嚴(yán)重的地方，鍛件都能夠保證較長的使用壽命和無故障服務(wù)。

（4） 一致性

閉模鍛造的尺寸一致性造成關(guān)鍵壁厚的完全控制，避免了鑄造工藝中鐵心移位造成的缺陷，無分離鋼錠和1萬至3萬噸壓力機(jī)的沖擊力保證了沒有內(nèi)部缺陷的、一致的金相結(jié)構(gòu)。

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在鍛件的生產(chǎn)過程中，鍛造加工是一個(gè)重要的塑性變形過程，因此鍛造工藝不當(dāng)引起的缺陷通常有以下幾種

1.大顆粒

大晶粒通常是由于初始鍛造溫度過高，鍛造加工變形程度不足，或鍛造溫度過高，或變形程度落入臨界變形區(qū)而造成的。鋁合金變形程度過大，無法形成織構(gòu)；高溫合金的變形溫度過低，混合變形組織的形成也可能導(dǎo)致晶粒粗大，從而降低鍛件的塑性和韌性，疲勞性能顯著降低。

2.不均勻顆粒

晶粒不均勻是指鍛件某些部位的晶粒特別粗糙，但某些部位的晶粒較小。晶粒不均勻的主要原因是坯料的不均勻變形使晶粒破碎程度不同，或局部區(qū)域的變形程度落入臨界變形區(qū)，或高溫合金的局部加工硬化，或淬火加熱過程中的局部晶粒。耐熱鋼和高溫合金對(duì)不均勻晶粒特別敏感。晶粒不均勻?qū)@著降低鍛件的耐久性和疲勞性能。

3.冷現(xiàn)象

由于變形過程中溫度低或變形速度過快，以及鍛造后冷卻過快，再結(jié)晶引起的軟化可能跟不上變形引起的強(qiáng)化（硬化），因此部分鍛件在熱鍛后仍保持冷變形。組織這種結(jié)構(gòu)的存在提高了鍛件的強(qiáng)度和硬度，但降低了塑性和韌性。嚴(yán)重的冷硬現(xiàn)象可能導(dǎo)致鍛造裂紋。

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