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鍛件冷卻初期，表層首先冷卻產(chǎn)生體積收縮，由于試樣心部溢度下降較少，體積收縮相應(yīng)也較小，這樣在同一試樣上內(nèi)外收縮不同則相互之間發(fā)生作用力。試樣表面的收縮將受到心部的阻礙，于是在試樣表層產(chǎn)生拉應(yīng)力、心部為壓應(yīng)力。此應(yīng)力值隨若溢度的升高而增加，當(dāng)應(yīng)力超過心部的屈服強(qiáng)度時，試樣發(fā)生表足拉伸、心部壓縮的塑性變形。

變形的結(jié)果使內(nèi)應(yīng)力得到一定程度的松弛、應(yīng)力值降低。當(dāng)表面溫度接近室溫或淬火冷卻介質(zhì)的溫度時，心部以相對快的速度冷卻收縮，但此時心部的收縮又受到表層的牽制，結(jié)果試樣內(nèi)形成與冷卻階段初期方向相反的內(nèi)應(yīng)力，即在表層產(chǎn)生壓應(yīng)力、心部為拉應(yīng)力。由于試樣溫度已經(jīng)很低，鋼的屈服強(qiáng)度明顯升高，熱應(yīng)力不再引起塑性變形， 這樣的應(yīng)力分布就被保留下來成為殘留應(yīng)力。因此，熱應(yīng)力作用的結(jié)果是使鍛件表面呈壓應(yīng)力狀態(tài)。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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鍛件鍛后控溫冷卻方式有哪些？

非調(diào)質(zhì)鋼零件，鍛后冷卻方式直接影響產(chǎn)品性能。在實(shí)際試驗(yàn)過程中，通常采用自然空冷、箱內(nèi)緩冷和控制冷卻等幾種冷卻方式。比較不同方式下零件的金相組織和力學(xué)性能發(fā)現(xiàn)，在自然空冷這種快冷方式冷卻條件下，由于相變前冷卻速度較快，表層組織中鐵素體數(shù)量較少，鐵素體網(wǎng)較細(xì)，這對改善零件的高頻淬火以及力學(xué)性能是有益的；但為消除鍛件的內(nèi)應(yīng)力，減少零件加工過程中的變形，冷卻速度又不宜太快。所以非調(diào)質(zhì)鋼零件鍛后較為合理的冷卻方式應(yīng)該是：

1.在相變前采用快速冷卻，冷卻速度每分鐘可控制在40℃~80℃，以獲得較細(xì)小的鐵素體晶粒。

2.在相變過程和相變完成后采用綏慢冷卻，以消除鍛件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，同時也可消除或減少硬度不均，使硬度均勻化，便于冷加工，這是非調(diào)質(zhì)鋼在鍛造生產(chǎn)過程中，控制鍛后冷卻所要達(dá)到的目的和效果。

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鍛件余熱淬火后力學(xué)性能會受到哪些因素的影響？

形變速度

形變速度主要取決于所采用設(shè)備，常用鍛造設(shè)備形變速度如下：

模鍛錘    4m/s~7m/s 

慣性螺旋壓力機(jī)    0.5m/s~1.2m/s  

熱模鍛用機(jī)械壓力機(jī)    0.6m/s~1.5m/s  

液壓機(jī)    0.02m/s~0.03m/s  

隨著形變速度增加，強(qiáng)度變化比較復(fù)雜，當(dāng)形變速度較小(0.7m/s~2.8m/s)時，隨著形變速度增加，形變過程中越不易發(fā)生再結(jié)晶，故形變強(qiáng)化效應(yīng)將隨著形變速度增加而增加，但強(qiáng)化到一定程度時，隨著強(qiáng)度進(jìn)一步提高，當(dāng)形變速度足夠大時，形變時所產(chǎn)生的熱量將使溫度升高而使再結(jié)晶過程得以進(jìn)行，故強(qiáng)度不再隨著形變速度增加而增加，甚至還可能有所下降；當(dāng)形變速度更大時，強(qiáng)度隨著形變速度的增加而進(jìn)一步提高，與此同時，塑性是先增后減，以后不隨形變量的增加而變。

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