金属锻造性能分析及优化方案

2023-06-28 理论教育版权反馈

【摘要】：金属的锻造性能是衡量金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度，是金属的工艺性能指标之一。金属的锻造性能常用金属的塑性和变形抗力这两个指标来衡量。合金钢中合金元素的含量增多，锻造性能变差。金属组织内部有缺陷，如铸锭内部有缩松、气孔等缺陷，将引起金属的塑性下降，锻造时易出现断裂等现象。

金属的锻造性能是衡量金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度，是金属的工艺性能指标之一。金属的锻造性能常用金属的塑性和变形抗力这两个指标来衡量。金属的塑性好，变形抗力低，则锻造性能好，反之则差。影响金属材料塑性和变形抗力的主要因素有两个方面。

1.金属的本质

(1)金属的化学成分不同化学成分的金属，其塑性不同，锻造性能也不同。一般纯金属的锻造性能较好，而一旦形成合金后，强度提高，塑性下降，锻造性能就变差。例如碳钢随着含碳量的增加，塑性下降，锻造性能变差。合金钢中合金元素的含量增多，锻造性能变差。

(2)金属的组织状态金属的组织结构不同，其锻造性能差别很大，由单一固溶体组成的合金，具有良好的塑性，其锻造性能较好；含有较多合金而组成不同性能的组织结构，则塑性降低，锻造性能变差。另外，一般来说，面心立方结构和体心立方结构的金属比密排六方结构的金属塑性好。金属组织内部有缺陷，如铸锭内部有缩松、气孔等缺陷，将引起金属的塑性下降，锻造时易出现断裂等现象。铸态组织和晶粒粗大的结构不如轧制状态和晶粒细小的组织结构锻造性能好，但晶粒越细小，金属变形抗力越大。

2.金属的变形条件

(1)变形温度随着温度的升高，金属原子动能升高，易于产生滑移变形，从而提高了金属的锻造性能。所以，加热是锻压生产中很重要的变形条件。但温度过高致金属出现过热、过烧时，塑性反而显著下降。对于加热温度，需根据金属材质不同，控制在一定范围。

(2)变形速度变形速度是指金属在锻压过程中单位时间内的相对变形量。变形速度大，会使金属的塑性下降，变形抗力增大。但变形速度很大时，由于热效应，会使金属的温度升高而提高塑性、降低变形能力。

(3)变形时的应力状态压应力使塑性提高，拉应力使塑性降低。工具和金属间的摩擦力将使金属的变形不均匀，导致金属塑性降低，变形抗力增大。

综上所述，金属的塑性和变形抗力是受金属的本质与变形条件等因素制约的，在选用锻压加工方法进行金属成形时，要依据金属本质和成形要求，充分发挥金属的塑性，尽可能降低其变形抗力，用最少的能耗，获得合格的锻压件。

金属锻造性能分析及优化方案

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