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锻造锻件时要多大的力才能使钢变形呢?

admin2021-11-13行业新闻 95

       以锻造中最常用的钢为例,来说明钢的变形抗力和变形极限的问题。

       要多大的力才能使钢变形呢?钢在一次加工中最多能达到多少变形呢?我们知道,锻造加工需要的力,至少应使锻件属达到其屈服强度,但最大不得超过其抗拉强度,我们在这上下限之间选择适当大小的力,进行钢的加工。某种钢在一次加工中所允许的最大变形,不能超过该钢种抗拉强度下的伸长率,否则,锻件将会开裂。如果所用之力小于屈服强度,则达不到塑性变形的目的。因此在加工中所需的力和变形程度是有一定范围的。决定加工所需的力是钢的强度,即变形抗力;决定一次加工的变形限度是钢的伸长率,即塑性。

       由此可见,锻件塑性和变形抗力是两个独立的指标。认为变形抗力高的材料塑性就低,变形抗力低的塑性就高,这是与许多事实不符的。变形抗力是衡量变形的难易程度,主要取决于材料的强度和受力方式。

锻件

       而塑性则是金属允许的最大变形程度。例如,奥氏体不锈钢在室温下可以经受很大的压力,压下量较大时也不会破裂,具有很好的塑性。但是,要使它变形,则需要很大的压力。相比较而言,塑性较变形抗力更重要。如果金属的变形抗力大,可以通过加大锤击力量,减小金属与工具的接触面积(如采用弧形砧)等方式解决;如果金属的塑性差,则意味着锻造时容易破裂。

       锻件的塑性是锻件在外力的作用下,承受永久变形而不破裂的能力。在锻造过程中,锻件的塑性指标是最重要的,是保证获得高质量锻件的前提。不同的金属,其塑性是不相同的,例如铸铁没有塑性,铜和铝的塑性好,镁的塑性差。同种金属在不同的外部条件下,其塑性不同;例如,髙温时的钢比低温时的钢塑性好。

       锻件塑性的指标很多,下面以最直观的镦粗试验来说明塑性测试方法。用一个高度等于直径2倍的圆柱形试样,在压力机或锻锤上进行镦粗试验(见图),把试样侧面出现第一条用肉眼看到的裂纹时的变形量作为塑性指标。

       锻件镦粗时,试样由于受接触摩擦力的影响而出现鼓肚形,中部受三向压应力的作用。当鼓形肚较大时,侧面受环向的拉应力作用。该试验可直观地反映应力状态及与此相近的锻造变形过程(自由镦粗、冷锻等)的塑性大小。试验时可以将金属加热到相应的锻造温度范围内,在压力机或锻锤上进行镦粗。

锻件

       由于锻件还与接触表面上外摩擦的条件和试样的侧表面加工精度有关,同一种金属在一定的温度和变形速度条件下进行镦粗时,也可能得出不同的塑性指标。对于金属塑性指标的比较,还应该有相应的外摩擦条件和试样散热条件等因素。因此,在用镦粗试验测定塑性指标时,为了使试验结果具备可比性,必须说明试验条件。

       当金属的塑性指标>50%时,说明锻造加工无困难;当塑性指标≤50%时,说明锻造加工比较困难;当塑性指标<20%时,说明该金属难以锻造。

       一般钢材要加热到一定的温度才能进行锻造。在实际生产中,可以将试样加热到试验的温度,镦粗到原来高度的一半。如果镦粗后试样上无裂纹产生,说明该材料在试验的温度范围内可进行锻造,也可以用这种方法确定该材料的锻造温度范围。

       还可以用拉伸试验的伸长率、断面收缩率和冲击韧度的高低和扭转时的转数等来表示塑性。锻件的塑性越好;转数越多,金属的塑性越好。


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