影響鍛造工件熱處理的因素

鍛造生產(chǎn)過程中必須滿足工件使用過程中所提出的性能要求，這是除了在必須保證鍛件所要求的尺寸和形狀外，選擇合適的鍛造工藝參數(shù)和工藝，可通過下列方法來改善材料的性能和組織。①控制品粒的大小和均勻度；
　　②使組織得到形變強(qiáng)化或形變-相變強(qiáng)化等；
　　③改善第二相（例如萊氏體鋼中的合金碳化物）的分布；
　　④鑄錠經(jīng)過鍛造形成纖維組織，進(jìn)一步通過軋制、擠壓、模鍛，使鍛件得到合理的纖維方向分布；
　　⑤打碎柱狀晶，改善宏觀偏析，把鑄態(tài)組織變?yōu)殄憫B(tài)組織，并在合適的溫度和應(yīng)力條件下，焊合內(nèi)部孔隙，提高材料的致密度。采用上述方法改善了工件的組織，提高了鍛件的沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度、塑性和耐持久性能等，工件再進(jìn)行最后的熱處理就能得到工件所要求的較好綜合性能，如硬度、塑性和強(qiáng)度等。鍛件缺陷是由于選擇不合理的鍛造工藝而引起的，常見的鍛造缺陷有表面缺陷、內(nèi)部缺陷和性能不合格等，鍛造缺陷直接影響鍛造工藝的工序加工質(zhì)量，有的甚至嚴(yán)重影響鍛件的性能，所制成品件的使用壽命會降低，甚至危及安全。鍛件組織對最終熱處理后的組織和性能的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面。
　　①鍛后冷卻過程中，如果工藝不當(dāng)可能引起冷卻裂紋、白點(diǎn)等，在熱處理過程中開裂。
　　②如果加熱不當(dāng)，若加熱溫度過高和加熱時(shí)間過長，將會引起脫碳、過熱、過燒等缺陷。
　　③正常的熱處理較難消除的組織缺陷：例如低倍粗晶、9Cr18不銹鋼、H13的孿晶碳化物等需用高溫正火、反復(fù)正火、低溫分解、高溫?cái)U(kuò)散退火等措施才能得到改善。
　　④用一般熱處理工藝不能消除的組織缺陷：嚴(yán)重的石狀斷口和棱面斷口、過燒、不銹鋼中的鐵素體帶、萊氏體高合金工具鋼中的碳化物網(wǎng)和帶等使最終熱處理后的鍛件性能下降，甚至不合格。
　　⑤可以得到改善的組織缺陷：在一般過熱的結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織，過共析鋼和軸承鋼由于冷卻不當(dāng)引起的輕微的網(wǎng)狀碳化物等在鍛后熱處理時(shí)，鍛件最終熱處理后仍可獲得滿意的組織和性能。
　　⑥在最終熱處理時(shí)將會進(jìn)一步發(fā)展的組織缺陷：例如，合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶組織，如果鍛后熱處理時(shí)未得到改善，在碳、氮共滲和淬火后常引起馬氏體針粗大和性能不合格；高速鋼中的粗大帶狀碳化物，淬火時(shí)常引起開裂。
　　⑦不可改善的組織缺陷：奧氏體和鐵索體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中，沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料，以及一些銅合金和鈦合金等，在鍛造過程中產(chǎn)生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。本文參考《熱熱處理工藝問答》一書。