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相变应力引起的变形规律热处理过程中,相变应力的变化情况与热应力恰好相反,所以它引起的变形规律也与之相反,其引起的变形有如下规律:
1.锻件沿轴向或大尺寸方向伸长,沿径向或小尺寸方向缩短。
2.平面凹下,棱角变锐。
3.圆方孔体锻件外径缩小,内径胀大。
由于相变应力是由组织转变的不同时性产生,对热处理过程的组织转变量进行控制,就能够控制相变应力的大小,对相变成力与热应力的合成应力也能够基本进行控制,从而控制由应力引起的变形比如,如果热处理后组织中马氏体量较多,则锻件的体积胀大就多;如果残留奥氏体量越多,则锻件体积胀大就小。因此,在热处理过程中,通过控制马氏体与奥氏体的相对量,就可以控制锻件的变化。在控制得当的情况下,可使锻件体积既不胀大,也不缩小。
当然,对具体到一定形状和尺寸的车轮锻件,在热应力和相变应力的共同作用下,引起的变形是比较复杂多样的,要根据锻件的具体情况进行分析,从而优化设计,合理选材,选择恰当的热处理工艺及操作方法,尽量减小热处理过程的畸变量。
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车轮锻件原材料高合金钢的锻造性能:塑性低
碳素结构钢在锻造温度范围内,塑性相当高,镦粗所允许的变形量仅由设备能力-,而对于某些高合金钢,变形量过大就会产生裂纹。例如某些耐热钢,允许的镦粗变形量为60%,而有些高温合金,仅允许40%。
高合金钢的上述两个特点抗力大,塑性低可以由其组织复杂、再结晶速度慢、再结晶温度高来解释。对于车轮锻件不同牌号的高合金钢,由于其成分和使用要求不同,在锻造时除了都要求不产生裂纹外要重点解决的问题也不同。
例如,对于高速钢,锻造时要重点解决碳化物不均匀性问题以提高刀具的寿命;对于cr12mo等高铬模具钢,除了与高速钢有类似的要求外,有时还要求一定的纤维方向;对于护环钢主要是通过变形强化解决提高在残余应力不超过许可值的条件下的问题;对于奥氏体不锈钢和耐热钢,-是高温合金,则要求避免出现粗大的晶粒;对于铁素体钢,除了有类似的要求外,还要避免在清理表面缺陷时产生裂纹。
自由车轮锻件的成形特点是:坯料在平砧上面或工具之间经逐步的局部变形而完成。由于工具与坯料部分接触,故所需设备功率比生产同尺寸车轮锻件的模锻设备要小的得多,所以自由锻适用于锻造大型车轮锻件。
自由锻所用原材料为初锻坯、热轧坯、冷压坯、铸锭坯等,对于碳钢和低合金刚的中小型车轮锻件,原材料大多采用经过锻轧的坯料,这类坯料内部较好,在锻造时主要解决成形问题;要求利用金属流动规律,选择合适工具,安排好变形工序,以便有效而准确地获得所需形状和尺寸。而对大型车轮锻件和高合金钢车轮锻件,多数是利用初锻坯或铸锭坯,因其内部组织疏松,存在偏析、缩孔、气泡和夹杂等缺陷,在锻造时主要解决问题。
对于有复杂变形工序的冲压件,则对材料有更多的要求,如对加工硬化指数值、塑性应变比值和凸耳参数值的要求等。
形状和尺寸,冲压件的形状和尺寸须符合冲压件图样和技术文件的规定。
车轮锻件的形状和尺寸应注意到工艺-,设计时须遵循jb/t4378.1的规定准则。冲压件的形状和尺寸公差须符合jb/t4381和gb/t15055的规定。
表面,除冲切面外,冲压件表面状况要求与所用的板料一致。在弯曲、拉深成形过程中允许有轻微的拉伸纹路和小的表面不平度。对冲压件表面处理,如除锈、酸洗、除油、磷化、涂漆、氧化、金属镀层等要求,应在技术文件中说明。
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