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锻件冷却初期，表层首先冷却产生体积收缩，由于试样心部溢度下降较少，体积收缩相应也较小，这样在同一试样上内外收缩不同则相互之间发生作用力。试样表面的收缩将受到心部的阻碍，于是在试样表层产生拉应力、心部为压应力。此应力值随若溢度的升高而增加，当应力超过心部的屈服强度时，试样发生表足拉伸、心部压缩的塑性变形。

变形的结果使内应力得到一定程度的松弛、应力值降低。当表面温度接近室温或淬火冷却介质的温度时，心部以相对快的速度冷却收缩，但此时心部的收缩又受到表层的牵制，结果试样内形成与冷却阶段初期方向相反的内应力，即在表层产生压应力、心部为拉应力。由于试样温度已经很低，钢的屈服强度明显升高，热应力不再引起塑性变形， 这样的应力分布就被保留下来成为残留应力。因此，热应力作用的结果是使锻件表面呈压应力状态。

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在轴类锻件的整个成形过程中，只有应用新的锻造工艺理论与技术优化与组合，自由锻件锻造加工，才能使各阶段的变形机制得到佳配合。其要点是：

1)锻造变形的每一瞬时，应避免或降低内部拉应力，要两向拉应力的出现。

2)在以打碎铸造组织为主的形变阶段，可采用锥形板锻粗加新FM锻造法(既用砧宽比W/H控制毛坯变形区中心不出现轴向拉应力，又用料宽比B/H控制毛坯变形区中心不出现横向拉应力、上用普通平砧的同时下用大平台的锻造方法)或LZ锻造法(同时用料宽比B/H和砧宽比 W/H控制锻件内部质量的平砧拔长工艺)拔长。

3)在焊合内部孔隙为主的形变阶段，应在一次拔长中完成，拔长可采用新FM锻造法或LZ锻造法，中间可加JTS法，不允许JTS压实后再有平板粗变形。

4)拔长方法应先选LZ锻造法验算，如砧宽比W/H小不能满足要求，则改选新FM锻造法。不论是选用LZ锻造法，还是应用新FM锻造法，都应严格控制砧宽比W/H、料宽比B/H和压下率△H/H的合理匹配。在300 MW及以上的锻件锻造工艺中可选用JTS锻造工艺。

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环形锻件是锻造行业中的产物，锻件的一种类型。是金属坯料(不含板材)施加外力，通过塑性变形塑造的要求变成合适的压缩力的环形物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。锻件过程建造了精致的颗粒结构，并改进了金属的物理属性。环形锻件在日常生活中随处可见，是一种工业制品。环形锻件在我国已有数千年的历史。机器锻造是在各种锻造设备上采用锻造工具进行的。机器锻造按所用设备和工具的不同，可分为自由锻造、模型锻造、胎模锻造和特种锻造四类。

根据扩孔机上型槽形式不同，辗扩工艺可分为开式辗扩和闭式辗扩两种。

(1)开式辗扩。开式辗扩采用平辊，主要用于大型矩形断面的环形件扩孔。其优点是用同一对轧辊可辗扩不同尺寸的圆环。为了避免由不均匀变形引起的增宽，可在扩孔机上增加两对自由转动的锥形锻，使坯料在高度上获得的尺寸，此种情况也可称为半开式辗扩。

(2)闭式辗扩。闭式辗扩轧辊型槽按工件断面形状要求设计，精密锻造加工，可用于各种断面的环形件扩孔成形。

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