在具體分析某一種高合金鋼鍛造特點(diǎn)以前，首先提一下髙合金鋼及其鍛造的一些共同性問(wèn)題。

(一)高合金鋼的相的組成和再結(jié)晶特點(diǎn)

1.組織的多相性

在髙合金鋼中在不同的溫度下所能遇到的相有下列幾種；

（1）具有較高塑性的均勻相，例如奧氏體固溶體；

（2）能使材料強(qiáng)化且使塑性下降不多的相，例如彌散的碳化物、金屬間化合物等；

（3）能使材料塑性劇烈下降的脆性相、非金屬夾雜物及粗大的析出相，如奧氏體鋼中的a相及鐵素體鋼中的Y相；

（4）在晶界上呈封閉骨架狀、塊狀和粗針狀引起脆性狀態(tài)的相，如高速鋼中的共晶碳化物；

（5）低熔點(diǎn)的相，如硫化鐵和鐵的共晶體，

對(duì)于每一種髙合金鋼，不是以上幾種相同時(shí)存在，而是前三種相比較常見(jiàn)。

2.再結(jié)晶溫度高，再結(jié)晶速度低

合金元素的加入，特別是復(fù)雜相的形成，對(duì)基體金屬原子的擴(kuò)散起阻礙作用，因而提高了再結(jié)晶溫度，減慢了再結(jié)晶速度，

例如純鐵的再結(jié)晶溫度為450℃左右,含碳0.49%的鋼在750℃變形有明顯的再結(jié)晶，而對(duì)于含碳0.42%，含鉻15%，含鎳7%的耐熱鋼在900℃變形，仍得不到再結(jié)晶組織。

                                                         

(二）離合金鋼的加熱特點(diǎn)和鍛造溫度范圍

與碳鋼相比，高合金鋼的加熱和鍛造溫度有以下特點(diǎn)：

1.導(dǎo)熱系數(shù)低，需采用預(yù)熱

髙合金鋼內(nèi)含有大量合金元素，它們破壞了鋼內(nèi)部原子排列的規(guī)則性，使熱傳導(dǎo)困難，所以髙合金鋼特別是含鉻及鎳較多的髙合金鋼的導(dǎo)熱系數(shù)較碳鋼低得多。在室溫時(shí)，兩者相差2.5倍，當(dāng)溫度升髙時(shí)，兩者的差距逐漸減小。由于低溫下髙合金鋼的導(dǎo)熱性差，而且塑性也較低，加熱速度髙時(shí)，由于溫度應(yīng)力大易引起開(kāi)裂（特別是大尺寸鋼錠），所以，加熱高合金鋼時(shí)需進(jìn)行預(yù)熱。冷錠裝爐時(shí)，爐溫應(yīng)較低，且升溫不能太快，對(duì)于鋼坯，由于塑性較鋼錠高，則可以放寬一些要求。

2.鍛造溫度范圍窄

由于高合金鋼的成分復(fù)雜，當(dāng)溫度髙時(shí)，在晶界處易出現(xiàn)低熔點(diǎn)物質(zhì)，而且對(duì)某些奧氏體鋼在高溫下會(huì)形成0相，對(duì)有些鐵素體銅晶粒則有過(guò)分長(zhǎng)大的危險(xiǎn)。因此，高合金鋼的始鍛溫度一般不比碳鋼髙，但終鍛溫度卻比碳鋼髙。這是因?yàn)楦吆辖痄摫忍间撛俳Y(jié)晶溫度高，變形抗力高，且塑性較低，不允許終鍛溫度過(guò)低。

由上面分折可見(jiàn)，高合金鋼鍛造溫度范圍必然較碳鋼的窄，一般碳鋼的鍛造溫度范圍為350?400℃，而有些髙合金鋼只有100?200℃。

(三）高合金鋼的鍛造性能

與碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，高合金鋼的鍛造性能有下列特點(diǎn)：

1.變形抗力大.硬化傾向性大

高合金鋼在鍛造溫度下的變形抗力比碳鋼甚至普通合金結(jié)構(gòu)鋼髙好幾倍，對(duì)于高溫合金竟髙達(dá)5?8倍。而且隨著變形程度的增加變形抗力也顯著增大，即所謂硬化傾向性大。另外，高速變形（例如錘上鍛造）比低速變形（例如壓力機(jī)上鍛造> 時(shí)的變形抗力要高得多。

2.塑性低

碳素結(jié)構(gòu)鋼在鍛造溫度范圍內(nèi)，塑性相當(dāng)髙，鐓粗所允許的變形量?jī)H由設(shè)備能力限制，而對(duì)于某些髙合金鋼，變形量過(guò)大就會(huì)產(chǎn)生裂紋。例如某些耐熱鋼，允許的鐓粗變形量為60%，而有些高溫合金，僅允許40%。

高合金鋼的上述兩個(gè)特點(diǎn)（抗力大，塑性低）可以由其組織復(fù)雜，再結(jié)晶速度慢、再結(jié)晶溫度高來(lái)解釋。

                                                        

(四）高合金鋼鋼錠鍛造的特點(diǎn)

高合金鋼鋼錠鍛造時(shí)要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.由于鑄態(tài)組織脆弱，開(kāi)始鍛造要輕擊，當(dāng)鑄態(tài)組織初步破碎，表層塑性提髙以后再重?fù)簦允棺冃螡B透到內(nèi)部。

2.當(dāng)塑性很低的鑄錠在平砧上鍛造易開(kāi)裂時(shí)（多出現(xiàn)縱向裂紋），宜用上下V型砧鍛造，V型砧的頂角取90°?105°。為避免產(chǎn)生橫向裂紋，宜將砧沿棱角倒圓，使半徑r= （0.2?0.3）R_坯（R_坯為坯料半徑）。

3.通常鍛造比Y_拔取得較碳鋼髙。碳鋼一般取Y_拔=2?2.5，高合金鋼取Y_拔在3以上。

4.鍛件的主要變形工序應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行，避免在低溫下進(jìn)行倒角、沖孔和擴(kuò)孔等操作，否則局部溫度太低易開(kāi)裂，所有與坯料接觸的工具都應(yīng)預(yù)熱。

5.鋼錠的表面狀態(tài)對(duì)髙合金鋼的塑性影響很大,用機(jī)械加工的辦法去掉鋼錠外層的缺陷（通常叫做“剝皮”)后的壓下量可以提髙1.5?2倍而不致開(kāi)裂。

(五）高合金鋼鍛造中幾個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題

對(duì)于不同牌號(hào)的髙合金鋼，由于其成分和使用要求不同，在鍛造時(shí)（除了都要求不產(chǎn)生裂紋外）要重點(diǎn)解決的問(wèn)題也不同。

例如，對(duì)于高速鋼，鍛造時(shí)要重點(diǎn)解決碳化物不均勻性問(wèn)題以提高刀具的壽命；對(duì)于Crl2Mo等髙鉻模具鋼，除了與高速鋼有類似的要求外，有時(shí)還要求一定的纖維方向； 對(duì)于護(hù)環(huán)鋼主要是通過(guò)變形強(qiáng)化解決提髙強(qiáng)度（在殘余應(yīng)力不超過(guò)許可值的條件下）的問(wèn)題；對(duì)于奧氏體不銹鋼和耐熱鋼，特別是髙溫合金.則要求避免出現(xiàn)粗大的晶粒；對(duì)于鐵素體鋼，除了有類似的要求外，還要避免在清理表面缺陷時(shí)產(chǎn)生裂紋。

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