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车轮锻件的锻造时产生的热状态形变现象

发布时间:2020-06-23 浏览次数:8

  对于锻件来说,目前在我们的工程中十分常见,而对于车轮锻件的锻造来说,其在热加工时由于温度过高,十分容易产生塑性变形,下面就让我们来了解一下有关车轮锻件的热加工状态变形的相关内容吧。

  在热塑性变形过程中,回复、再结晶与加工硬化同时产生,加工硬化不断被回复或再结晶所抵消,而使金属处于高塑性、低变形抗力的软化状态。

  热塑性变形时的软化过程

  热塑性变形时的软化过程与变形温度、应变速率、变形程度以及金属本身的性质等因素有关。主要的软化过程有:动态回复、动态再结晶、静态问复、静态再结晶、亚动态再结晶等。

  1.动态回复与动态再结晶

  动态回复是在锻件热变形过程中发生的冋复。动态回复主要通过位错的攀移、交滑移来实现。对于铝及其合金、铁素体基体的钢以及密排六方金域锌、镁、锡等,它们的层错能较高,变形时扩展位错宽度窄、位错的交滑移和攀移容易进行,位错容场在附移面间转移,而使异号位错抵消,结果使位错密度降低,畸变能降低,不足以达到动态再结晶所需的能量。因此在热塑性变形中,即使变形量很大、变形温度远高于静态再结晶的温度,也只发生动态回复,不发生动态再结晶。动态回复是高层位错金厲热变形过程的软化机制。

  当高温变形金属只发生动态回复时,其组织仍为亚晶组织,金属中位错密度相当高,若立即进行热处埋,则能获得变形强化和热处理强化的双重效果,使工件与变形和热处理分开单独进行时相比,具有**的综合力学性能。这种把热变形和热处理结合起来的方法称为高温形变热处理。

  动态再结晶是在热变形过程中发生的再结晶,与静态再结晶一样。动态再结晶也是通过形核和生长来完成的。动态再结晶容易发生在层错能较低且有较大热变形程度的金属中,如铜及其合金、镍及其合金、金和银及其合金、γ铁、奥氏体不锈钢等金属。这是因为这类金属的层错能低,其扩展位错宽度大,不易进行位错的交滑移和攀移,动态回复的速率和程度都很低,材料中的一些局部区域会积累足够高的畸变能差,且由于动态回复不充分,所形成的胞状业组织尺寸较小、边界不规粮,胞壁还有较多的位错缠结,这种不完整的亚组织正好有利于再结晶形核、有利于动态再结品的发生。

  金属动态再结晶的能力除了与金属的层错能高低有关外,还与晶界迁移的难易程度有关。金属越纯,发生动态再结晶的能力越强。当溶质原了固溶于金属基体时,会阻碍晶界的迁移,减慢动态再结晶的速率。弥散分布的第二相粒子能够阻碍晶界的移动,会遏制动态再结晶的发生。

  在动态再结晶中,由于伴随着塑性变形,生长中的再结晶晶粒随即发生变形,动态再结晶不可能是无位变的晶粒,若能将这种组织保持下来,则材料具有很好的强度和硬度。

  动态再结晶后的晶粒度与变形温度、应变速率和变形程度等有关。降低变形温度、提高应变速率和变形程度,会使动态再结晶晶粒变小,而细小的晶粒组织具有很好的变形抗力。因此锻造车轮锻件时热加工通过控制变形时的温度、速度和变形,就可以调整变形件的晶粒度和力学性能。

  2.静态回复与静态再结晶

  在热变形的间歇时间或者热变形完成之后,由于金属仍处于高温状态,一般会发生以下三种软化过程:静态回复、静态再结晶和亚动态再结晶。

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  金属热变形时除少数发生动态再结晶情况外,会形成亚晶组织,提高内能,处于热力学不稳定状态。因此在变形停止后,若热变形程度不大,将会发生静态回复,若热变形程度较大,且热变形后金属仍保持在再结晶温度以上时,则将发生静态再结晶。静态再结晶进行得比较级慢,需要有一定的孕育期才能完成。在孕育期内发生静态回复。静态再结晶完成后,重新形成无畸变的等轴晶粒。在热变形的间歇时间或者热变形完成的静态回复、静态再结晶,与金属冷变形后加热时所发生的回复和再结晶的机理是一样的。

  对于层错能较低,在热变形时发生动态再结晶的金属,热变形后则迅即发生亚动态再结晶。所谓亚动态再结晶,是指热变形过程中已经形成的、但尚未长大的动态再结晶晶核,以及长大到中途的再结晶品粒被遗留下来,当变形停止后而温度又足够高时,这些晶核和晶粒会继续长大,此软化过程即称为亚动态再结晶。由于这类再结晶不需要形核时间,没有孕育期,所以热变形后进行得很迅速。由此可见,在工业生产条件下要把动态再结晶组织保留下来是很闲难的。

  上述三种软化过程均与热变形时的变形温度、应变速率和变形程度以及材料的成分和层错能的高低、变形后的冷却速度等因素有关。利用这些因素可以控制变形体热加工后的组织和性能。

  上述的几点内容,就是小编今天为大家带来的全部有关于车轮锻件的锻造时热加工时可能产生的状态形变现象,那么如果对于车轮锻件的锻造还希望有更多的了解,欢迎关注我们后续的动态哦。


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