锻造工艺对钢材力学性能的影响研究

热处理及锻造工艺对1Cr12Ni3Mo2VN叶片钢横纵向冲击
性能的影响
何禛;燕宇
【期刊名称】《特钢技术》
【年(卷),期】2024(30)1
【摘要】为了解决1Cr12Ni3Mo2VN叶片钢横纵向性能差异较大的问题,采用金相、SEM、XRD、TEM、拉伸、冲击等实验手段研究了不同热处理及锻造工艺对1Cr12Ni3Mo2VN钢的组织、析出相和力学性能的影响。

研究结果表明,淬火温度在1040~1060℃区间,该叶片钢的冲击韧性最好,在1040℃淬火时横纵向冲击比达到0.9,满足性能要求。

同时,进行了二次回火处理,得出适当提高二次回火温度也有利于冲击韧性提高。

这主要是因为提高二次回火温度使马氏体分解,细小的碳化物析出相增多,在保证硬度的情况下提高了冲击性能。

镦拔工艺对该叶片钢的横纵向力学性能的影响不明显,镦拔次数增加反而会降低横纵向冲击功之比,因此生产中采用一镦一拔开坯即可满足性能要求,为现场生产提供了较好的解决方案。

【总页数】5页(P6-10)
【作者】何禛;燕宇
【作者单位】钢铁研究总院有限公司科技信息与战略研究所;内蒙古科技大学材料与冶金学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142.4
【相关文献】
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一、实验目的1. 理解锻造与热处理的基本原理及其在金属材料加工中的应用。

2. 掌握锻造工艺参数对材料组织与性能的影响。

3. 学习使用锻造设备和热处理设备，了解其操作流程。

4. 通过实验，分析锻造热处理对材料微观组织、力学性能的影响。

二、实验仪器与材料1. 仪器：锻造设备（锤、钳、模具等）、加热炉、冷却设备、金相显微镜、洛氏硬度计、抛光机、腐蚀剂等。

2. 材料：碳钢、合金钢等金属材料。

三、实验原理1. 锻造：通过高温加热使金属塑性增加，在外力作用下改变其形状和尺寸的加工方法。

2. 热处理：通过加热、保温和冷却，使金属内部组织发生变化，从而改变其性能。

四、实验步骤1. 锻造工艺（1）将金属加热至适宜温度（通常为金属熔点的70%左右）。

（2）将加热后的金属放入模具中，进行锻造操作。

（3）根据需要，对锻造后的工件进行热处理。

2. 热处理工艺（1）将锻造后的工件加热至适宜温度（通常为Ac3以上30～50℃）。

（2）保温一段时间，使工件内部组织达到均匀状态。

（3）以适当的冷却速度冷却工件，使其组织发生转变。

五、实验结果与分析1. 金相组织观察通过金相显微镜观察锻造热处理后的工件组织，分析其微观结构变化。

2. 力学性能测试使用洛氏硬度计测试工件的硬度，分析热处理对硬度的影响。

3. 性能分析根据实验结果，分析锻造热处理对工件组织、性能的影响。

六、实验结论1. 锻造热处理可以显著改善金属材料的组织结构和性能。

2. 锻造工艺参数（如加热温度、保温时间、冷却速度等）对工件组织、性能有显著影响。

3. 通过合理的锻造热处理工艺，可以提高金属材料的强度、硬度、韧性等性能。

七、实验注意事项1. 锻造过程中，应严格控制加热温度、保温时间和冷却速度，以获得理想的组织结构。

2. 热处理过程中，应选择合适的加热炉和冷却设备，确保工件温度均匀。

3. 在实验过程中，应注意安全，防止烫伤、火灾等事故发生。

八、实验总结本次实验使我们对锻造热处理工艺有了更深入的了解，掌握了锻造工艺参数对材料组织、性能的影响。

钢材锻打的作用钢材锻打是一种重要的金属成形工艺，它通过将金属加热到一定温度，然后施加外力使其变形，从而改变金属的形状和结构。

这项技术在制造业中应用广泛，具有重要的作用和意义。

本文将从多个方面深入探讨钢材锻打的作用。

首先，钢材锻打可以提高钢材的强度和硬度。

在锻打过程中，金属的晶粒结构被断裂并重新排列，使得金属内部的组织发生变化，晶粒变得细小而致密。

通过锻打，钢材中的气体夹杂物和非金属夹杂物也会得到排除，从而提高钢材的纯度和均匀性。

这些改变使得钢材的强度和硬度得到显著提高，使其在承受冲击、载荷和压力等外部力作用下能够更好地抵抗变形和破坏。

其次，钢材锻打可以改善钢材的塑性和韧性。

由于锻打可以消除钢材内部的应力集中和组织缺陷，使得钢材的塑性和韧性得到增强。

塑性是指金属在外力作用下发生可逆形变的能力，而韧性则是指金属在外力作用下发生断裂前所能吸收的能量。

经过锻打后的钢材具有更好的塑性和韧性，能够在受到冲击和挤压等外力作用时不易断裂，有利于提高钢材的可靠性和使用寿命。

此外，钢材锻打还可以改变钢材的形状和尺寸。

通过选择合适的锻模和施加适当的外力，可以使钢材发生不同程度的压缩、拉伸和扭曲等变形，从而实现对钢材形状和尺寸的精确控制。

这使得钢材锻打成为一种非常重要的加工方法，在制造各种机械零件、结构件和工具等方面有着广泛的应用。

此外，钢材锻打还可以改善钢材的表面质量和精度。

在锻打过程中，钢材的外层被剥离，去除了表面的氧化皮和污染物，从而使得钢材的表面质量得到改善。

同时，通过调整锻打的参数和采用适当的加工方法，可以实现对钢材表面形貌和精度的精确控制，满足不同应用对表面质量的要求。

综上所述，钢材锻打在提高钢材强度和硬度、改善钢材塑性和韧性、调节钢材形状和尺寸、优化钢材表面质量和精度等方面都起着重要的作用。

通过深入探讨这些方面，我们可以更全面、深刻地理解钢材锻打的重要性和优势。

在我看来，钢材锻打是一项具有广泛应用前景的技术。

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钢材锻打的作用一、引言钢材锻打是一种重要的金属加工工艺，其作用不仅体现在提高钢材的力学性能和物理性能方面，还在于改善钢材的表面质量和耐腐蚀性能，同时也可以减少钢材内部缺陷和纹理。

本文将详细介绍钢材锻打的作用。

二、提高钢材的力学性能1.增加强度通过冷锻、热锻等方法，可以使普通碳素结构钢中的铁素体晶粒细化并得到更加均匀分布，从而提高其强度。

此外，在锻造过程中还可以通过控制变形量、变形速率等参数来调节晶粒尺寸和形状，从而进一步提高强度。

2.改善韧性在冷锻或热锻时，由于会产生较大的应变和应力，并且会使晶界位错密度增加，从而使晶界更加清晰明显。

这些因素有助于防止裂纹扩展，并提高钢材的韧性。

3.提高延展性在冷锻或热锻过程中，由于金属受到较大的应变和应力作用，因此晶体界面会发生位移和旋转，从而改善了钢材的延展性。

三、提高钢材的物理性能1.改善导热性在冷锻或热锻过程中，由于晶粒尺寸得到细化并更加均匀分布，因此钢材的导热性也得到了改善。

2.提高磁导率通过锻造工艺可以使钢材中的晶粒尺寸更加均匀，并且消除了钢材中的气孔、夹杂物等缺陷，从而提高了磁导率。

四、改善表面质量和耐腐蚀性能1.消除表面缺陷在冷锻或热锻过程中，由于金属受到较大的应变和应力作用，因此可以消除表面裂纹、气泡等缺陷，从而改善了表面质量。

2.提高耐腐蚀性能通过冷锻或热锻等方法可以使钢材中原有的氧化皮、铁鳞等物质被彻底清除，并且减少了钢材内部的缺陷和纹理，从而提高了钢材的耐腐蚀性能。

五、减少钢材内部缺陷和纹理1.消除气孔在锻造过程中，由于金属受到较大的应变和应力作用，因此可以使钢材中原有的气孔被彻底消除。

2.消除纹理通过锻造工艺可以使钢材中原有的晶粒方向更加均匀，并且消除了由于轧制等工艺造成的纹理，从而提高了钢材的均匀性。

六、结论综上所述，钢材锻打是一种重要的金属加工工艺，其作用不仅体现在提高钢材的力学性能和物理性能方面，还在于改善钢材的表面质量和耐腐蚀性能，同时也可以减少钢材内部缺陷和纹理。

加工工艺对TA10大规格棒材力学性能的影响王淑艳;岳旭;段晓辉;宋蕊池;李渭清;李巍;黄淑阳【摘要】本文采用不同的锻造工艺分别生产不同氧含量TA10钛合金大规格棒材,时其组织及性能进行了对比研究.发现间隙元素氧含量对大规格棒材室温塑性影响很大,随着氧含量的增加,严重的晶格畸变强烈阻碍位错运动,增加强度的同时严重降低材料塑性.此外,随着锻造温度的降低,两相区变形程度增加,可获得均匀细小的等轴组织,该组织具有良好的综合力学性能.实验结果表明:由于氧含量与锻造工艺的不同,导致同规格棒材组织性能存在较大差异.合理控制氧含量,并采用低温大变形锻造工艺生产的大规格TA10钛合金棒材晶粒尺寸可以控制在35μm以内,且综合力学性能优异.【期刊名称】《世界有色金属》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P43-45)【关键词】TA10钛合金;大规格棒材;锻造工艺;氧含量;力学性能【作者】王淑艳;岳旭;段晓辉;宋蕊池;李渭清;李巍;黄淑阳【作者单位】宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014;宝鸡钛业股份有限公司,陕西宝鸡721014【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+3工作单位：宝鸡钛业股份有限公司研究方向：从事金属材料工艺研究联系方式：************， E-mail：****************TA10（Ti-0.3Mo-0.8Ni）属于近α型钛合金，其微量元素钼、镍可以形成比纯钛低的阴极超电压，可明显提高工业纯钛的抗缝隙腐蚀和点腐蚀能力，且价格远远低于高成本的TA9钛合金，因而常用于化工行业，如生产氯化锌的换热器，处理稀盐酸蒸汽的换热器及真空制盐装置等［1，2］。

40CrNiMoE 钢锻件的热处理与力学性能摘要本文研究了W9Cr4V2Mo钢的热加工和热处理工艺，测试了其高温性。

其结果表明要达到较高的综合性能，40CrNiMoE 锻件需要通过调质来最大限度发挥材料潜力，最佳调质工艺为（860 ± 10）℃淬火，（570 ± 10）℃回火，表面硬度应控制在325 ～340 HB 之间。

关键词：40CrNiMoE锻件热加工热处理引言：40CrNiMoE 钢是特级优质合金结构钢，具有高强度和高淬透性，常常用于制备高强度零件（如飞机发动机轴等）。

按照GB / T 3077—1999《合金结构钢》规定，40CrNiMoA 试样经850 ℃淬火，600 ℃回火后应达到如下性能：抗拉强度R m ≥980 MPa，屈服强度R P0.2 ≥835 MPa，伸长率A≥12% ，断面收缩率Z≥55% ，冲击吸收能量KU2 ≥78 J，表面硬度无具体要求。

生产合同上规定掏取的小试样调质后力学性能要求（纵向试样，1 拉3 冲）：R m ≥1100 MPa，R P0. 2 ≥900 MPa，KV2 ≥70 J，伸长率与断面收缩率与国标要求一致，表面硬度320 ～360 HB。

锻件产品（用 580 mm 电渣锭生产的 230 mm锻圆）的锻造工序在 5 t 空气锤上实现。

产品经锻后热处理—热装退火，掏取的试棒又进行预备热处理—正火和性能热处理—调质后，性能基本达到了客户的产品要求，充分发挥了40CrNiMoE 的材料潜力，超过了国标材料性能，最终实现了产品的生产与交货，但是过程控制中铸造、锻造、锻后热处理、性能热处理等环节都应严格控制质量，这样无疑对生产设备、人员素质、材质及工艺都提高了要求，也提高了产品的生产成本。

本文针对40CrNiMoE 锻件产品，为了满足客户的综合力学性能要求，进行了一系列摸索，为该类锻件的产品实现积累了一定的实践经验。

一、试验材料与方法化学成分：严格控制钢材的化学成分，通过化学分析方法检测40CrNiMoE锻件的化学成分，并与GB / T 3077—1999《合金结构钢》规定的化学成分相比较，结果如表1所示：40CrNiMoE 钢锻件的化学成分（质量分数，%）Table 1Chemical composition of 40CrNiMoE steel forgings（wt%）二、试样制备产品的锻后热处理采用热装退火（带一次过冷），有利于降低产品的白点倾向。