1、第3章 鍛造的加熱規范 第3章 鍛造的加熱規范 第三章第三章 鍛造的加熱規范鍛造的加熱規范 鍛前加熱鍛前加熱 提高金屬塑性，降低變形抗力，使坯料易提高金屬塑性，降低變形抗力，使坯料易 于變形并獲得良好的鍛件。于變形并獲得良好的鍛件。 鍛后冷卻和熱處理鍛后冷卻和熱處理 獲得良好的鍛后組織，便于機械加工。獲得良好的鍛后組織，便于機械加工。 第3章 鍛造的加熱規范 3.1 一般加熱方法一般加熱方法 加熱方法：火焰加熱和電加熱加熱方法：火焰加熱和電加熱 1 1、火焰加熱、火焰加熱 利用燃料燃燒時所產生利用燃料燃燒時所產生 的熱量，通過對流、的熱量，通過對流、 輻射加熱坯料。輻射加熱坯料。 燃料來源方便

2、、加熱爐修造容易、燃料來源方便、加熱爐修造容易、 加熱費低、適應性強。加熱費低、適應性強。 缺點：勞動條件差，加熱速度慢，缺點：勞動條件差，加熱速度慢， 質量低、熱效率低。質量低、熱效率低。 應用范圍：大、中、小型坯料應用范圍：大、中、小型坯料。 第3章 鍛造的加熱規范 2 2 電加熱電加熱 利用電能轉換熱能來加熱坯料。利用電能轉換熱能來加熱坯料。 1 1）電阻加熱）電阻加熱 電阻加熱與火焰加熱原理相同，根據電阻加熱與火焰加熱原理相同，根據 發熱元件的不同分為：發熱元件的不同分為： 電阻爐加熱、電阻爐加熱、 鹽浴爐加熱、接觸電鹽浴爐加熱、接觸電 加熱加熱 第3章 鍛造的加熱規范 電阻爐加熱原理

3、：利用電電阻爐加熱原理：利用電 流通過爐內的電熱體產生流通過爐內的電熱體產生 的能量，加熱爐內的金屬的能量，加熱爐內的金屬 坯料。原理如圖坯料。原理如圖3.13.1。 電熱體材料：鐵鉻鋁合金電熱體材料：鐵鉻鋁合金 鎳鉻合金鎳鉻合金 碳化硅元件碳化硅元件 二硅化鉬二硅化鉬 圖圖3.1 電阻爐原理圖電阻爐原理圖 1電熱體電熱體 2坯料坯料 3變壓器變壓器 第3章 鍛造的加熱規范 鹽浴爐加熱原理：鹽浴爐加熱原理： 電流通過爐內電極產生電流通過爐內電極產生 的熱量把導電介質的熱量把導電介質鹽熔鹽熔 融，通過高溫介質的對流與融，通過高溫介質的對流與 傳導將埋入介質中的金屬加傳導將埋入介質中的金屬加 熱。

4、熱。 鹽浴爐的分類：按照熱源的鹽浴爐的分類：按照熱源的 位置分外熱式和內熱式。位置分外熱式和內熱式。 鹽浴爐加熱的優點：鹽浴爐加熱的優點： 升溫快、加熱均勻，可升溫快、加熱均勻，可 以實現金屬坯料整體或局部以實現金屬坯料整體或局部 的無氧化加熱。的無氧化加熱。 鹽浴爐加熱的缺點：鹽浴爐加熱的缺點： 熱效率低、輔助材料消熱效率低、輔助材料消 耗大、耗大、 勞動條件差。勞動條件差。 圖圖3.2 電極鹽浴爐原理圖電極鹽浴爐原理圖 1電熱體電熱體 2高溫計高溫計 3電極電極 4熔鹽熔鹽 5坯料坯料 6變壓器變壓器 第3章 鍛造的加熱規范 接觸電加熱的加熱原理：接觸電加熱的加熱原理： 以低電壓（一般為以

5、低電壓（一般為2 215V15V） 大電流直接通過金屬坯料，由坯大電流直接通過金屬坯料，由坯 料自身電阻在通過電流時產生的料自身電阻在通過電流時產生的 熱量加熱金屬坯料。原理如圖熱量加熱金屬坯料。原理如圖3.33.3。 接觸電加熱的優點接觸電加熱的優點: : 速度快、燒損少、加熱范圍不速度快、燒損少、加熱范圍不 受限制、熱效率高、耗電少、成受限制、熱效率高、耗電少、成 本低、設備簡單、操作方便、使本低、設備簡單、操作方便、使 用于長坯料的整體或局部加熱的用于長坯料的整體或局部加熱的 優點。優點。 接觸電加熱的缺點：接觸電加熱的缺點： 對坯料的表面粗糙度和形狀對坯料的表面粗糙度和形狀 尺寸要求嚴

6、格。加熱溫度的測量尺寸要求嚴格。加熱溫度的測量 和控制也比較困難。和控制也比較困難。 圖圖3.3 接觸電加熱原理圖接觸電加熱原理圖 1變壓器變壓器 2坯料坯料 3觸頭觸頭 第3章 鍛造的加熱規范 2）感應加熱）感應加熱 坯料放入通過交變電流坯料放入通過交變電流 的螺旋線圈內，利用電磁感的螺旋線圈內，利用電磁感 應發熱直接加熱。應發熱直接加熱。 速度快、質量好、溫度速度快、質量好、溫度 易控制、燒損少、易實現機易控制、燒損少、易實現機 械化。適于精密成形的加熱。械化。適于精密成形的加熱。 缺點：缺點： 投資費用高，加熱的坯投資費用高，加熱的坯 料尺寸范圍窄、電能消耗大。料尺寸范圍窄、電能消耗大。

7、 圖圖3.4 感應電加熱原理圖感應電加熱原理圖 1感應器感應器 2坯料坯料 3 電源電源 第3章 鍛造的加熱規范 3.2 少、無氧化火焰加熱少、無氧化火焰加熱 3.2.1 3.2.1 少、無氧化加熱少、無氧化加熱 減少金屬的氧化燒損（使燒損量小減少金屬的氧化燒損（使燒損量小 于于5 5）和脫碳，限制氧化皮厚度在）和脫碳，限制氧化皮厚度在 0.050.050.06mm0.06mm以下。以下。 提高加熱質量，提高鍛件的尺寸精提高加熱質量，提高鍛件的尺寸精 度和表面質量、提高模具壽命。度和表面質量、提高模具壽命。 快速加熱、少無氧化火焰加熱和介快速加熱、少無氧化火焰加熱和介 質保護加熱。質保護加熱。

8、 第3章 鍛造的加熱規范 3.2.2 3.2.2 少、無氧化火焰加熱少、無氧化火焰加熱 采用火焰加熱的方法，通過控制燃燒爐氣的性采用火焰加熱的方法，通過控制燃燒爐氣的性 質，使鋼料加熱且少無氧化。這就稱為少無氧化火質，使鋼料加熱且少無氧化。這就稱為少無氧化火 焰加熱。焰加熱。 火焰加熱時，主要化學反應為：火焰加熱時，主要化學反應為： Fe+OFe+O2 22FeO2FeO Fe Fe3 3C+OC+O2 2Fe+ COFe+ CO2 2 Fe+ CO Fe+ CO2 2FeO+COFeO+CO Fe Fe3 3C+ COC+ CO2 2Fe+2COFe+2CO Fe+H Fe+H2 2OOFe

9、O+HFeO+H2 2 Fe Fe3 3C+ H2OC+ H2O3Fe+CO+H3Fe+CO+H2 2 第3章 鍛造的加熱規范 1 1）反應是可逆反應，向右：氧化反應，向左：）反應是可逆反應，向右：氧化反應，向左： 還原反應。還原反應。 2 2）加熱時，與空氣消耗系數有關。）加熱時，與空氣消耗系數有關。 空氣消耗系數：又稱空氣過剩系數，是燃料燃空氣消耗系數：又稱空氣過剩系數，是燃料燃 燒實際供給的空氣量與理論計算空氣量之比。燒實際供給的空氣量與理論計算空氣量之比。 3 3）空氣充足時，爐氣呈氧化性，空氣不足時，）空氣充足時，爐氣呈氧化性，空氣不足時， 爐氣呈還原性。爐氣呈還原性。 4 4）控制

10、反應前后的生成物與反應物的濃度比。）控制反應前后的生成物與反應物的濃度比。 爐氣和被加熱鋼材的平衡圖如下：爐氣和被加熱鋼材的平衡圖如下： 第3章 鍛造的加熱規范 ABAB線：爐氣為氧化性和還原性的分界線。線：爐氣為氧化性和還原性的分界線。 鍛造加熱爐（爐溫鍛造加熱爐（爐溫1000100013001300），），降到降到0.50.5或或 更低時，才會形成加熱爐正常工作條件的無氧化更低時，才會形成加熱爐正常工作條件的無氧化 氣體，這時的爐氣成分應保持為氣體，這時的爐氣成分應保持為： 84. 0 2 2 h oh 3 . 0 2 CO CO 第3章 鍛造的加熱規范 3.3 鋼加熱時的缺陷及防止措施鋼

11、加熱時的缺陷及防止措施 氧化、脫碳；過熱、過燒；裂紋、開裂。氧化、脫碳；過熱、過燒；裂紋、開裂。 第3章 鍛造的加熱規范 3.3.1 3.3.1 氧化、脫碳、增碳氧化、脫碳、增碳 1 1、氧化、氧化 1 1）金屬在高溫加熱時，表層中的離子和爐）金屬在高溫加熱時，表層中的離子和爐 內的氧化性氣體發生化學反應，使表面內的氧化性氣體發生化學反應，使表面 生成氧化物，這種現象叫氧化，也叫燒生成氧化物，這種現象叫氧化，也叫燒 損。損。 2 2）氧化的實質是一種擴散過程。）氧化的實質是一種擴散過程。 第3章 鍛造的加熱規范 3 3）影響氧化的因素）影響氧化的因素 金屬化學成分金屬化學成分 爐氣成分爐氣成分

12、 加熱溫度加熱溫度 加熱時間加熱時間 4 4）減少或消除加熱時金屬氧化的措施：）減少或消除加熱時金屬氧化的措施： 快速加熱快速加熱 控制加熱爐氣的性質控制加熱爐氣的性質 爐內應保持不大的正壓力爐內應保持不大的正壓力 介質保護加熱介質保護加熱 第3章 鍛造的加熱規范 2 脫碳脫碳 1 1）坯料在加熱時，其表層的碳和爐氣中的氧化）坯料在加熱時，其表層的碳和爐氣中的氧化 性氣體以及某些還原性氣體發生化學反應，造性氣體以及某些還原性氣體發生化學反應，造 成坯料表層的含碳量減少，這一表層常稱脫碳成坯料表層的含碳量減少，這一表層常稱脫碳 層，這種缺陷既為脫碳。層，這種缺陷既為脫碳。 2 2）影響脫碳的因素

13、）影響脫碳的因素 爐氣成分爐氣成分 坯料的化學成分坯料的化學成分 加熱溫度加熱溫度 加熱時間加熱時間 3 3）防止措施與防氧化的措施相同。）防止措施與防氧化的措施相同。 第3章 鍛造的加熱規范 3 增碳增碳 由于油和空氣混合得不太好，燃燒由于油和空氣混合得不太好，燃燒 不完全，在坯料表面形成還原性的滲碳不完全，在坯料表面形成還原性的滲碳 氣氛，因而產生增碳現象。氣氛，因而產生增碳現象。 不良影響：鍛件力學性能變壞，在不良影響：鍛件力學性能變壞，在 機械加工時易打刀機械加工時易打刀。 第3章 鍛造的加熱規范 3.3.2 過熱和過燒過熱和過燒 1 1、過熱、過熱 當鋼加熱超過某一溫度時，或在高溫下

14、停留時當鋼加熱超過某一溫度時，或在高溫下停留時 間過長，會間過長，會 引起奧氏體晶粒迅速長大，這種現象稱引起奧氏體晶粒迅速長大，這種現象稱 為過熱。為過熱。 a)a)鍛造變形大時，晶粒粗大組織一般可以消除。鍛造變形大時，晶粒粗大組織一般可以消除。 b)b)鍛造變形小時，終鍛溫度高，鍛后冷卻時出現鍛造變形小時，終鍛溫度高，鍛后冷卻時出現 非正常組織。使強度和沖擊韌性降低。非正常組織。使強度和沖擊韌性降低。 c) c)增加生產周期和費用。增加生產周期和費用。 防止措施：遵守加熱規范，控制加熱溫度和加防止措施：遵守加熱規范，控制加熱溫度和加 熱時間。避免截熱時間。避免截 面尺寸相差大的坯料同爐加熱。

15、控面尺寸相差大的坯料同爐加熱。控 制爐氣的氧化性氣體。制爐氣的氧化性氣體。 第3章 鍛造的加熱規范 2 過燒過燒 當坯料加熱超過過熱溫度，并且在此溫度當坯料加熱超過過熱溫度，并且在此溫度 下停留時間過長，不但引起奧氏體晶粒迅速長下停留時間過長，不但引起奧氏體晶粒迅速長 大，而且還有氧化性氣體滲入晶界，這種缺陷大，而且還有氧化性氣體滲入晶界，這種缺陷 稱為過燒。稱為過燒。 過燒時易形成易熔共晶氧化物，晶界局部過燒時易形成易熔共晶氧化物，晶界局部 熔化，使晶粒間結合完全破壞。熔化，使晶粒間結合完全破壞。 過燒是加熱的致命缺陷，最后使坯料報廢。過燒是加熱的致命缺陷，最后使坯料報廢。 如坯料只發生局部

16、過燒，可將過燒的部分切除。如坯料只發生局部過燒，可將過燒的部分切除。 防止措施：遵守加熱規范，控制加熱溫度防止措施：遵守加熱規范，控制加熱溫度 以及限制坯料在高溫時的停留時間。以及限制坯料在高溫時的停留時間。 第3章 鍛造的加熱規范 3.3.3 裂紋裂紋 如果坯料在加熱過程的某一溫度下，如果坯料在加熱過程的某一溫度下， 拉應力超過它的強度極限，那么就要產拉應力超過它的強度極限，那么就要產 生裂紋。生裂紋。 產生裂紋的原因：產生裂紋的原因： 溫度應力；溫度應力； 組織應力；組織應力； 殘余應力。殘余應力。 第3章 鍛造的加熱規范 3.4 鍛造溫度范圍的確定鍛造溫度范圍的確定 鍛造溫度范圍是指坯料

17、開始鍛造時鍛造溫度范圍是指坯料開始鍛造時 的溫度和結束鍛造時的溫度之間的溫度的溫度和結束鍛造時的溫度之間的溫度 區間。區間。 確定鍛造溫度范圍的原則：確定鍛造溫度范圍的原則： 使金屬具有良好塑性和較低的變形使金屬具有良好塑性和較低的變形 抗力；抗力； 保證鍛件質量；保證鍛件質量； 鍛造溫度范圍盡可能寬。鍛造溫度范圍盡可能寬。 第3章 鍛造的加熱規范 確定鍛造溫度范圍的方法：確定鍛造溫度范圍的方法： 以合金平衡相圖為基礎，參考塑性以合金平衡相圖為基礎，參考塑性 圖、抗力圖和再結晶圖，由塑性、質量圖、抗力圖和再結晶圖，由塑性、質量 和變形抗力三個方面加以綜合分析。和變形抗力三個方面加以綜合分析。

18、碳鋼鍛造溫度范圍的確定參見下圖碳鋼鍛造溫度范圍的確定參見下圖 ( (看書看書1010分鐘）：分鐘）： 第3章 鍛造的加熱規范 第3章 鍛造的加熱規范 3.5 鋼的加熱規范鋼的加熱規范 3.5.1 3.5.1 金屬加熱規范制定的原則和方法金屬加熱規范制定的原則和方法 1 1）加熱規范）加熱規范 加熱規范（加熱制度）：爐溫時加熱規范（加熱制度）：爐溫時 間的變化曲線（有稱加熱曲線）表示加間的變化曲線（有稱加熱曲線）表示加 熱規范。熱規范。 加熱規范類型：一段、二段、三段、加熱規范類型：一段、二段、三段、 四段、五段。參見下圖：四段、五段。參見下圖： 第3章 鍛造的加熱規范 圖圖3.7 鍛造加熱類型

19、鍛造加熱類型 第3章 鍛造的加熱規范 2 2）制定加熱規范的基本原則）制定加熱規范的基本原則 優質、高效、低消耗。優質、高效、低消耗。 3 3）制定加熱規范的方法）制定加熱規范的方法 加熱規范的要素：溫度、速度和時間。加熱規范的要素：溫度、速度和時間。 加熱三階段：預熱、加熱和保溫。加熱三階段：預熱、加熱和保溫。 第3章 鍛造的加熱規范 （1 1）裝料爐溫）裝料爐溫 裝料爐溫決于溫度應力，與鋼的導裝料爐溫決于溫度應力，與鋼的導 溫性和坯料的大小有關。溫性和坯料的大小有關。 導溫性好，尺寸小的鋼材，裝爐溫導溫性好，尺寸小的鋼材，裝爐溫 度不受限制。而導溫性差，尺寸大的鋼度不受限制。而導溫性差，尺

20、寸大的鋼 材，則應規定裝爐溫度，并在該溫度下材，則應規定裝爐溫度，并在該溫度下 保溫一定時間。保溫一定時間。 鋼錠加熱的裝爐溫度及保溫時間如鋼錠加熱的裝爐溫度及保溫時間如 下圖所示：下圖所示： 第3章 鍛造的加熱規范 第3章 鍛造的加熱規范 （2 2）加熱速度）加熱速度 加熱速度用單位時間內金屬表面溫度升加熱速度用單位時間內金屬表面溫度升 高的多少（高的多少（/h/h）；或單位時間內金屬）；或單位時間內金屬 截面熱透的數值截面熱透的數值 mmmm2 2/min/min來表示。來表示。 最大可能的加熱速度最大可能的加熱速度 坯料允許的加熱速度坯料允許的加熱速度 vv 圓柱體坯料允許加熱速度圓柱體

21、坯料允許加熱速度vv 2 6 . 5 ER k v 第3章 鍛造的加熱規范 加熱導熱性好的坯料時，用最大的加熱導熱性好的坯料時，用最大的 加熱速度加熱。加熱速度加熱。 加熱導熱性差的坯料時，在低溫階加熱導熱性差的坯料時，在低溫階 段，以坯料允許的加熱速度加熱，升到段，以坯料允許的加熱速度加熱，升到 高溫后，按最大加熱速度加熱。高溫后，按最大加熱速度加熱。 第3章 鍛造的加熱規范 （3 3）保溫時間）保溫時間 保溫目的保溫目的 （1 1）裝爐溫度下的保溫：防止金屬在溫度應力作裝爐溫度下的保溫：防止金屬在溫度應力作 用下破壞。特別是鋼在用下破壞。特別是鋼在200200400 400 可能因藍脆可能

22、因藍脆 而發生破壞。而發生破壞。 （2 2）700700850 850 的保溫：減少前段加熱后鋼料的保溫：減少前段加熱后鋼料 截面上的溫差，從而減少鋼料截面內的溫度應截面上的溫差，從而減少鋼料截面內的溫度應 力和使鍛造溫度下的保溫時間不至過長。力和使鍛造溫度下的保溫時間不至過長。 （3 3）鍛造溫度下的保溫：除減少鋼料的截面溫差）鍛造溫度下的保溫：除減少鋼料的截面溫差 使溫度均勻外，還借助擴散作用，使組織均勻使溫度均勻外，還借助擴散作用，使組織均勻 化。化。 第3章 鍛造的加熱規范 3 3、終鍛溫度下的保溫時間：最小保溫時、終鍛溫度下的保溫時間：最小保溫時 間和最大保溫時間間和最大保溫時間 最

23、小保溫時間是指能夠使鋼料溫差達到最小保溫時間是指能夠使鋼料溫差達到 規定的均勻程度所需的最短時間，可參規定的均勻程度所需的最短時間，可參 考圖考圖3.93.9和和3.103.10。 最大保溫時間是不產生過熱、過燒缺陷最大保溫時間是不產生過熱、過燒缺陷 的最大允許保溫時間的最大允許保溫時間 。 第3章 鍛造的加熱規范 第3章 鍛造的加熱規范 （4 4）加熱時間）加熱時間 加熱時間為加熱各個階段保溫時間和升溫加熱時間為加熱各個階段保溫時間和升溫 時間的總和。時間的總和。 兩種確定加熱時間的方法：兩種確定加熱時間的方法： 1 1）鋼錠（或大型鋼坯）的加熱時間）鋼錠（或大型鋼坯）的加熱時間 冷鋼錠（或

24、鋼坯）在室式爐中加熱到冷鋼錠（或鋼坯）在室式爐中加熱到 12001200所需要的加熱時間可按下式計算：所需要的加熱時間可按下式計算： DDakt 1 第3章 鍛造的加熱規范 2 2）鋼材（或中小型鋼坯）的加熱時間）鋼材（或中小型鋼坯）的加熱時間 在連續爐或半連續爐中加熱時間在連續爐或半連續爐中加熱時間t t可按可按 下式確定：下式確定： 采用室式爐加熱時，加熱時間的確定采用室式爐加熱時，加熱時間的確定 方法如下：方法如下： 對于直徑小于對于直徑小于200mm200mm的鋼坯，碳素鋼的鋼坯，碳素鋼 在室式爐中單個放置時的加熱時間如下圖在室式爐中單個放置時的加熱時間如下圖 所示：所示： Dat 0

25、 第3章 鍛造的加熱規范 第3章 鍛造的加熱規范 3.5.23.5.2鋼錠、鋼材與中小鋼坯的加熱規范鋼錠、鋼材與中小鋼坯的加熱規范 1 1）鋼錠的加熱規范）鋼錠的加熱規范 大型鋼錠：多段加熱規范大型鋼錠：多段加熱規范 小型碳素鋼和低合金鋼錠：一段快速小型碳素鋼和低合金鋼錠：一段快速 加熱規范加熱規范 高合金鋼小錠：多段加熱規范高合金鋼小錠：多段加熱規范 熱錠：以最大的加熱速度進行加熱。熱錠：以最大的加熱速度進行加熱。 第3章 鍛造的加熱規范 2 2）鋼材與小鋼坯的加熱規范：）鋼材與小鋼坯的加熱規范： 直徑小于直徑小于150 150 200mm200mm的碳素結構鋼材的碳素結構鋼材 和直徑小于和

26、直徑小于100mm100mm的合金結構鋼材，采的合金結構鋼材，采 用一段加熱規范。用一段加熱規范。 直徑為直徑為200200350mm350mm的碳素結構鋼坯的碳素結構鋼坯 （含碳量大于（含碳量大于0.450.450.50%0.50%）和合金結）和合金結 構鋼坯，采用三段加熱規范。構鋼坯，采用三段加熱規范。 對于導溫性差、熱敏感性強的高合金鋼對于導溫性差、熱敏感性強的高合金鋼 坯（如高鉻鋼、高速鋼），則需采取低坯（如高鉻鋼、高速鋼），則需采取低 溫裝爐，裝爐溫度為溫裝爐，裝爐溫度為4004006506500 0C C。 第3章 鍛造的加熱規范 3.6鋼鍛后的冷卻鋼鍛后的冷卻 金屬的鍛后冷卻：終

27、鍛溫度金屬的鍛后冷卻：終鍛溫度室溫室溫 3.6.13.6.1鍛件冷卻時常見缺陷鍛件冷卻時常見缺陷 1 1）裂紋：）裂紋： 鍛件在冷卻過程中，由于溫度應力、鍛件在冷卻過程中，由于溫度應力、 組織應力以及殘余應力之和超過材料組織應力以及殘余應力之和超過材料 的強度極限而形成裂紋。的強度極限而形成裂紋。 第3章 鍛造的加熱規范 （1 1）溫度應力）溫度應力 初期：表層受拉應力、心部受壓應力。初期：表層受拉應力、心部受壓應力。 冷卻后期：心部受拉應力，表層受壓應冷卻后期：心部受拉應力，表層受壓應 力。力。 鍛件冷卻過程中軸向溫度應力變化和分鍛件冷卻過程中軸向溫度應力變化和分 布示意圖如下。布示意圖如下

28、。 第3章 鍛造的加熱規范 圖圖3.123.12鍛件冷卻過程中軸向溫度應力變化和分布示意圖鍛件冷卻過程中軸向溫度應力變化和分布示意圖 a) 軟鋼鍛件 b)硬鋼鍛件 1-表面應力 2-心部應力 第3章 鍛造的加熱規范 （2 2）組織應力）組織應力 由于相變前后組織的比容不同而產生。由于相變前后組織的比容不同而產生。 冷卻時的組織應力：三向應力狀態，冷卻時的組織應力：三向應力狀態， 且切向應力最大，這就是有時引起表面且切向應力最大，這就是有時引起表面 縱裂的原因之一。縱裂的原因之一。 第3章 鍛造的加熱規范 （3 3）殘余應力）殘余應力 2 2）網狀碳化物）網狀碳化物 過共析鋼、軸承鋼、奧氏體不銹

29、鋼在鍛后冷卻過共析鋼、軸承鋼、奧氏體不銹鋼在鍛后冷卻 時易產生網狀碳化物。時易產生網狀碳化物。 3 3）白點）白點 白點是一種內部缺陷。白點是在鋼的縱向呈圓白點是一種內部缺陷。白點是在鋼的縱向呈圓 形或橢形的銀白色斑點，合金鋼白點的色澤光亮，形或橢形的銀白色斑點，合金鋼白點的色澤光亮， 碳素鋼白點較暗。白點橫向呈細小的裂紋。碳素鋼白點較暗。白點橫向呈細小的裂紋。 白點呈純脆性白點呈純脆性。 第3章 鍛造的加熱規范 3.6.2 鍛件的冷卻規范鍛件的冷卻規范 1 1空冷空冷 ：在空氣中冷卻，速度較快。：在空氣中冷卻，速度較快。 2 2坑（箱）冷：鍛件鍛后放到地坑坑（箱）冷：鍛件鍛后放到地坑 或鐵箱

30、中封閉冷卻，或埋入坑中砂或鐵箱中封閉冷卻，或埋入坑中砂 子、石灰或爐渣內冷卻。子、石灰或爐渣內冷卻。 3 3爐冷：鍛件鍛后直接裝入爐中按爐冷：鍛件鍛后直接裝入爐中按 一定的冷卻規范緩慢冷卻。一定的冷卻規范緩慢冷卻。 第3章 鍛造的加熱規范 3.7 中小鋼鍛件的熱處理中小鋼鍛件的熱處理 3.7.13.7.1退火退火 退火是將鋼加熱到一定的溫度，保溫退火是將鋼加熱到一定的溫度，保溫 一定的時間后緩慢冷卻下來的熱處理工藝方一定的時間后緩慢冷卻下來的熱處理工藝方 法。法。 退火的主要目的有：退火的主要目的有： 1 1）降低硬度，改善切削加工性。）降低硬度，改善切削加工性。 2 2）細化晶粒，改善力學性

31、能。）細化晶粒，改善力學性能。 第3章 鍛造的加熱規范 3 3）消除內應力，防止鍛件變形或開）消除內應力，防止鍛件變形或開 裂，穩定工件尺寸，減裂，穩定工件尺寸，減 少淬火時變形或少淬火時變形或 開裂的傾向。開裂的傾向。 4 4）提高塑性、便于冷加工。）提高塑性、便于冷加工。 中小鍛件常用的退火有完全退火（通中小鍛件常用的退火有完全退火（通 常稱退火）和球火退火（不完全退火）常稱退火）和球火退火（不完全退火） 兩種。兩種。 第3章 鍛造的加熱規范 3.7.2 3.7.2 正火正火 正火是將亞共析鋼加熱到正火是將亞共析鋼加熱到AcAc3 3+(30+(30 50)50)、過共析鋼加熱到、過共析鋼

32、加熱到AcAccm cm+(30 +(30 50),50),保溫一定時間后在空氣中冷卻的保溫一定時間后在空氣中冷卻的 熱處理工藝方法。熱處理工藝方法。 正火的主要應用有：正火的主要應用有： 1 1）作為普通結構鋼鍛件最終熱處理，）作為普通結構鋼鍛件最終熱處理， 可細化晶粒、提高力學性能。可細化晶粒、提高力學性能。 第3章 鍛造的加熱規范 2 2）作為低中碳結構鋼的預熱處理，可獲得合適）作為低中碳結構鋼的預熱處理，可獲得合適 的硬度，有利于切削加工。的硬度，有利于切削加工。 3 3）可以抑制或消除過共析鋼網狀二次滲碳體的）可以抑制或消除過共析鋼網狀二次滲碳體的 形成。形成。 正火比退火生產周期短

33、，節省能源，所以正火比退火生產周期短，節省能源，所以 低碳鋼多采用正火而不采用退火。低碳鋼多采用正火而不采用退火。 正火后鍛件硬度較高，為了降低硬度還應正火后鍛件硬度較高，為了降低硬度還應 進行高溫回火進行高溫回火 。 各種鍛件熱處理加熱溫度范圍示意圖如下：各種鍛件熱處理加熱溫度范圍示意圖如下： 第3章 鍛造的加熱規范 圖圖3.12 各種鍛件熱處理加熱溫度范圍示意圖各種鍛件熱處理加熱溫度范圍示意圖 第3章 鍛造的加熱規范 3.7.33.7.3淬火、回火、調質淬火、回火、調質 淬火是將鍛件加熱到淬火是將鍛件加熱到AcAc3 3+(30+(30 50)50)（亞共析鋼）或（亞共析鋼）或AcAc1

34、1AcmAcm之間之間 （過共析鋼），經保溫后進行急冷。（過共析鋼），經保溫后進行急冷。 回火是將鍛件加熱到回火是將鍛件加熱到AcAc1 1以下某一溫以下某一溫 度，保溫一定時間，然后空冷或快冷。度，保溫一定時間，然后空冷或快冷。 第3章 鍛造的加熱規范 中碳鋼或中碳低合金鋼的調質處理：中碳鋼或中碳低合金鋼的調質處理： 淬火高溫回火。淬火高溫回火。 調質處理主要用于各種重要的調質處理主要用于各種重要的 結構零件，特別是在交變載荷下工結構零件，特別是在交變載荷下工 作的連桿、連接螺栓、齒輪及曲軸作的連桿、連接螺栓、齒輪及曲軸 等等。 第3章 鍛造的加熱規范 含碳量小于含碳量小于0.250.25的低碳鋼鍛件，可的低碳鋼鍛件，可 采用淬火、回火處理。采用淬火、回火處理。 含碳量小于含碳量小于0.150.15的低碳鋼鍛件，的低碳鋼鍛件， 可只進行淬火。可只進行淬火。 含碳量為含碳量為0.150.150.250.25的低碳