低碳钢的始锻温度和终锻温度
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许多钢结构件都要求具有细晶组织。这是因为,多晶体金属的屈服强度与晶粒 度之间有如下关系:
a,=ao+Kd-1/2 (1-10)
式中,a。和K为材料常数,d为晶粒直径。这个关系式表明,钢的屈服强度直接 与晶粒直径平方根的倒数有关。采用细晶粒除了提高屈服强度外,还可改善性 ,这是所有强化钢的手段中少见的。
为了提高钢锻件的强度和塑性,必须控制锻造温度、变形程度以及锻后冷却速 度等因素,以便得到细晶的锻件。
中碳钢 (0.45%)的锻造加热温度和终锻温度对晶粒度影响的示意图解。假设锻造所用的毛坯具有中等大小的晶粒,当毛坯 加热到A, 3以上温度时,原来的铁素体+珠光体组织便转变成细小的奥氏体晶粒 。随着温度继续升高,晶粒逐渐变粗。当加热到始锻温度时,晶粒则变得很粗大。如果不进行锻造就将毛坯冷却下来,便会得到粗晶组织 ( a )。如果毛坯经过锻造,而且是在比A,3低许多的温度终锻(b),则终锻温度虽然仍在再结晶 温度以上,但是,由于温度已不很高,如果锻件冷却快,便不能充分再结晶, 锻件内将留有部分冷变形的组织。如果终锻温度比A}3高很多 ( d ),则在终锻 后由于奥氏体晶粒再结晶,甚至发生聚集再结晶使晶粒长大,结果便会得到 晶组织。但这种钢有相的重结晶转变,因此,粗晶组织可以通过随后的正火处 理予以细化(e)。如果终锻温度能准确控制在比Ar。稍高的温度(C),则在终锻 后可得到细小等轴晶粒组织。
为了保证锻件得到细小均匀的晶粒组织,锻压设备一次行程的变形程度还应大 于或小于再结晶图上相应温度下的临界变形区域,如图1-20中的阴影部分所示 。尤其重要的是要控制终锻温度下的变形程度不落入临界变形区。合金结构钢 在不同锻造温度下的临界变形区域大致是:在850-10000C范围内为5-15%,在1100^-1200°范围内为5^2%。
为了获得细晶锻件,除了控制终锻温度和终锻温度下的变形程度外,锻后冷却 速度也是一个重要因素。例如,为了得到细晶低碳钢平轧产品,取低于10000C 温度终轧,并用喷注大股水流代替少量喷水的方法来加速冷却,便可得到铁素 体晶粒更细的产品。
a,=ao+Kd-1/2 (1-10)
式中,a。和K为材料常数,d为晶粒直径。这个关系式表明,钢的屈服强度直接 与晶粒直径平方根的倒数有关。采用细晶粒除了提高屈服强度外,还可改善性 ,这是所有强化钢的手段中少见的。
为了提高钢锻件的强度和塑性,必须控制锻造温度、变形程度以及锻后冷却速 度等因素,以便得到细晶的锻件。
中碳钢 (0.45%)的锻造加热温度和终锻温度对晶粒度影响的示意图解。假设锻造所用的毛坯具有中等大小的晶粒,当毛坯 加热到A, 3以上温度时,原来的铁素体+珠光体组织便转变成细小的奥氏体晶粒 。随着温度继续升高,晶粒逐渐变粗。当加热到始锻温度时,晶粒则变得很粗大。如果不进行锻造就将毛坯冷却下来,便会得到粗晶组织 ( a )。如果毛坯经过锻造,而且是在比A,3低许多的温度终锻(b),则终锻温度虽然仍在再结晶 温度以上,但是,由于温度已不很高,如果锻件冷却快,便不能充分再结晶, 锻件内将留有部分冷变形的组织。如果终锻温度比A}3高很多 ( d ),则在终锻 后由于奥氏体晶粒再结晶,甚至发生聚集再结晶使晶粒长大,结果便会得到 晶组织。但这种钢有相的重结晶转变,因此,粗晶组织可以通过随后的正火处 理予以细化(e)。如果终锻温度能准确控制在比Ar。稍高的温度(C),则在终锻 后可得到细小等轴晶粒组织。
为了保证锻件得到细小均匀的晶粒组织,锻压设备一次行程的变形程度还应大 于或小于再结晶图上相应温度下的临界变形区域,如图1-20中的阴影部分所示 。尤其重要的是要控制终锻温度下的变形程度不落入临界变形区。合金结构钢 在不同锻造温度下的临界变形区域大致是:在850-10000C范围内为5-15%,在1100^-1200°范围内为5^2%。
为了获得细晶锻件,除了控制终锻温度和终锻温度下的变形程度外,锻后冷却 速度也是一个重要因素。例如,为了得到细晶低碳钢平轧产品,取低于10000C 温度终轧,并用喷注大股水流代替少量喷水的方法来加速冷却,便可得到铁素 体晶粒更细的产品。
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