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鍛造大型鍛件時塑形變形的基本定律介紹:
1、切應力定律
鍛件的塑性變形,只有當其內(nèi)部的切應力達到一定臨界值時才會發(fā)生,這個規(guī)律稱為切應力定律。
切應力的臨界值取決于鍛件材料本身、鍛造的變形溫度、變形速度和變形程度。一般來說,鋼的含碳量,或合金含量越高,切應力的臨界值就越高,越不容易發(fā)生塑性變形;而提高變形溫度、降低變形速度或減小變形程度,就會降低切應力的臨界值,就越容易發(fā)生塑性變形。
2.鍛件塑性變形時有彈性變形
因為金屬在鍛造加工時塑性變形前已經(jīng)發(fā)生了彈性變形,所以,金屬發(fā)生塑性變形的同時,必定伴隨著彈性變形的發(fā)生。
因為金屬塑性變形時有彈性變形,所以在使金屬變形的外力撤除后,工件的塑性變形保留下來,但彈性變形部分要回復,會使工件的尺寸和形狀發(fā)生一定的變化,這種由于回復彈性變形而引起工件的尺寸和形狀變化的現(xiàn)象稱為回彈,在生產(chǎn)中,要注意回彈對工件尺寸和形狀的影響。
3.體積不變的假設
金屬的體積在塑性變形過程中,變形前的體積等于變形后的體積,這個規(guī)律稱為體積不變定律。
在鍛造生產(chǎn)中,根據(jù)體積不變定律,可以進行鍛述的尺寸、工序件的尺寸及模具的尺寸等工藝計算。
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在軸類鍛件的整個成形過程中,只有應用新的鍛造工藝理論和技術(shù)優(yōu)化組合,才能使各階段的變形機理得到的協(xié)調(diào)。要點是:
加長法應選擇LZ鍛造法。如果砧寬比W/H不能滿足要求,則應選擇新的FM鍛造方法。無論采用LZ鍛造法還是新FM鍛造法,砧寬比W/H、料寬比B/H和壓下率的合理匹配△H/H應嚴格控制。JTS鍛造工藝可用于300 MW及以上鍛件的鍛造工藝。
在坯料加熱的主要變形階段,初始鍛造溫度應達到1250~1270℃,應保證足夠的保溫時間,以利于分離和擴散,保證不良材料的均勻溫度。
將方形截面毛坯變形為圓形截面毛坯,用平砧將其壓成八面體。其余成型過程應使用120°或135°上下V形砧完成。
控制鍛造消除混晶可采用高溫停鍛或低溫停鍛工藝。
大型軸鍛件的傳統(tǒng)鍛造工藝存在的問題是,前一工藝的作用可能會被后續(xù)工藝消除或削弱。因此,應根據(jù)新發(fā)展的鍛造工藝理論對傳統(tǒng)鍛造工藝進行改造,鍛造的作用是分階段完成的,即以明確的目標解決不同階段不同內(nèi)容的問題。這樣可以達到省時、省力效果。
應用開發(fā)的新工藝方法,異型鍛件加工定制,如錐形鐓粗,優(yōu)化LZ鍛造方法或同時控制材料寬度比B/H和砧座寬度比W/H的新FM鍛造方法,以及控制熱力學參數(shù)組合的鍛造方法,在制備大型軸類鍛件的過程中,可以優(yōu)化各階段的變形機理。
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碳、鉻和鎳對不銹鋼鍛件的作用:
鎳是一種形成奧氏體的合金元素,但只有與鉻結(jié)合才能充分證明鎳的作用。如果僅使用鎳,為了在低碳鎳鋼中獲得純奧氏體單相結(jié)構(gòu),鎳含量需要高達24%(質(zhì)量分數(shù))。事實上,鎳含量需要達到27%(質(zhì)量分數(shù))才能達到顯著水平。因此,忻州異型鍛件加工,不銹鋼鍛件的耐腐蝕性大大提高,因此鎳在不銹鋼鍛件中不單獨用作合金元素。當鎳和鉻結(jié)合時,鎳可以提高鋼的耐腐蝕性。
例如,異型鍛件加工費用,在鐵素體不銹鋼鍛件中加入少量鎳,可以使金相組織由單相鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體體鐵素體雙相組織,從而通過熱處理提高其強度。如果鎳的含量進一步增加,它會變成單相奧氏體,這是廣泛使用的18-8型鉻鎳奧氏體不銹鋼,具有高耐蝕性、良好的變形性和焊接性,并且沒有磁性。
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