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锻件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因相变时新旧两相比体积差异而发生的体积变化。由于热传导过程、锻件的表面比心部先加热或先冷却,在截面上外部分之间存在温差,导致锻件表面和心部的体积变化不能同时发生。各部分体积变化的相互牵制就会产生内应力。
锻件在加热或冷却时,由于表面和心部存在的温差导致热胀冷缩的不一致所引起的内应力称为热应力。热应力是热处理过程普遍存在的一种内应力。
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锻造锻件时退火的种类?
再结晶退火:再结晶退火又称为中间退火。它是指将冷塑性变形加工的锻件加热到再结晶温度以上,保持适当时间,通过再结晶使冷塑性变形过程中产生的晶体学缺陷基本消失,重新形成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化效应和残留应力的退火工艺。
再结晶退火就是利用材料冷塑性变形后,加热时的再结晶现象,使被拉长、压扁或破碎的晶粒变为均匀的等轴晶粒,来达到消除加工硬化,恢复塑变能力,以利于进一步变形加工的目的。
均匀化退火:又称为扩散退火。以减少锻件化学成分和组织的不均匀性程度为主要目的,将其加热到高温并长时间保持,然后缓慢冷却的退火工艺。
均匀化退火的加热温度,一般选在钢的熔点以下100~2OO℃,通常为1050~1150℃,保温时间一般为10~15h,以保证扩散充分进行,达到消除或减少化学成分或组织不均匀的目的。由于均匀化退火的加热温度高、时间长,晶粒必然粗大。为此,必须再进行一次完全退火或正火,使组织重新细化。
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锻造锻件时常见的低倍缺陷有哪些?
低倍夹杂物分为内在夹杂物与外来夹杂物两种。内在夹杂物是钢在冶炼及凝固过程中,由于复杂的化学反应结果生成的一些化合物,在钢液凝固时来不及上浮而嵌于钢中,如氧化物、硅酸盐、硫化物、氮化物等属于这类夹杂物。但这类夹杂物一般比较细小且弥散分布于钢中而成为高倍夹杂物,只有在少数情况下聚集而成低倍夹杂物。因而低倍夹杂物常见的还是外来夹杂物。外来夹杂物是冶炼或浇注设备上剥落的耐火材料或未脱净的炉渣及掺入的其他异物,在钢液凝固时嵌入钢中形成的,有时也称为夹渣。
低倍夹杂物破坏了金属组织的连续性,使钢的性能降低。由于它很脆且硬,故在热加工或热处理时往往形成裂纹,在锻件使用过程中可能成为疲劳破坏的根源。所以,钢材或锻件标准均规定低倍酸浸试片上不允许有肉眼可见的夹杂。
钢锭在浇注过程中,在凝固部位,由于得不到钢液补充,形成收缩孔洞,称为缩孔。当钢锭热加工成材时,要切除头部,若钢锭切头率不够时,将会使部分缩孔残留于钢中,称之为残余缩孔。
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