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不銹鋼鍛件鍛造加工脫碳氧化現(xiàn)象是什么原因？

不銹鋼鍛件氧化：

氧化是鍛件毛坯（金屬原料）在加熱過程中與爐氣中的氧化性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在鍛件金屬表面形成氧化皮的現(xiàn)象。氧化主要受鍛件金屬材料的種類、爐氣性能、加熱溫度、加熱時(shí)間的影響。

加熱不同的金屬材料，氧化程度不同，如鋼坯料，在同樣條件下，不同牌號的鋼氧化燒損也不同，低碳鋼燒損量大而高碳鋼量燒損請小，這是由于在高碳鋼中反應(yīng)生成了較多CO而降低了氧化鐵的生成量。當(dāng)鋼中含有Cr、Ni、Al、Si、Mo等合金元素時(shí)，在鋼料表面會(huì)形成致密且不易脫落的氧化薄膜，可以阻止加熱過程金屬的繼續(xù)氧化。

金屬的氧化燒損危害性很大，一般情況下，鋼料每加熱一次便有0.5%-4.0%的金屬被氧化燒損掉，如表所示。同時(shí)氧化皮還加劇模具的磨損，降低不銹鋼鍛件的表面質(zhì)適。殘留氧化皮的鍛件，在機(jī)械加工時(shí)會(huì)加快刀具刃口的磨損。因此，減少或消除加熱時(shí)金屬的氧化燒損對鍛造生產(chǎn)來說非常重要。

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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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鍛件組織對熱處理后的組織和性能的影響主要表現(xiàn)在以下幾方面。

①不可改善的組織缺陷：奧氏體和鐵素體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中，沒有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變的材料，以及一些銅合金和鈦合金等，在鍛造過程中產(chǎn)生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。

②可以得到改善的組織缺陷：在一般過熱的結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶和魏氏組織，過共析鋼和軸承鋼由于冷卻不當(dāng)引起的輕微的網(wǎng)狀碳化物等在鍛后熱處理時(shí)，鍛件熱處理后仍可獲得滿意的組織和性能。

③ 正常的熱處理較難消除的組織缺陷：例如低倍粗晶、9Cr18不銹鋼、H13的孿晶碳化物等需用高溫正火、反復(fù)正火、低溫分解、高溫?cái)U(kuò)散退火等措施才能得到改善。

④ 用一般熱處理工藝不能消除的組織缺陷：嚴(yán)重的石狀斷口和棱面斷口、過燒、不銹鋼中的鐵素體帶、萊氏體合金工具鋼中的碳化物網(wǎng)和帶等使熱處理后的鍛件性能下降，甚至不合格。

⑤ 在熱處理時(shí)將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展的組織缺陷：例如，合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件中的粗晶組織，如果鍛后熱處理時(shí)未得到改善，在碳、氮共滲和淬火后常引起馬氏體針粗大和性能不合格；高速鋼中的粗大帶狀碳化物，淬火時(shí)常引起開裂。

⑥ 如果加熱不當(dāng)，例如加熱溫度過高和加熱時(shí)間過長，將會(huì)引起脫碳、過熱、過燒等缺陷。

⑦ 鍛后冷卻過程中，如果工藝不當(dāng)可能引起冷卻裂紋、白點(diǎn)等，在熱處理過程中開裂。

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在鍛件的生產(chǎn)過程中，鍛造加工是一個(gè)重要的塑性變形過程，因此鍛造工藝不當(dāng)引起的缺陷通常有以下幾種

1.大顆粒

大晶粒通常是由于初始鍛造溫度過高，鍛造加工變形程度不足，或鍛造溫度過高，或變形程度落入臨界變形區(qū)而造成的。鋁合金變形程度過大，無法形成織構(gòu)；高溫合金的變形溫度過低，混合變形組織的形成也可能導(dǎo)致晶粒粗大，從而降低鍛件的塑性和韌性，疲勞性能顯著降低。

2.不均勻顆粒

晶粒不均勻是指鍛件某些部位的晶粒特別粗糙，但某些部位的晶粒較小。晶粒不均勻的主要原因是坯料的不均勻變形使晶粒破碎程度不同，或局部區(qū)域的變形程度落入臨界變形區(qū)，或高溫合金的局部加工硬化，或淬火加熱過程中的局部晶粒。耐熱鋼和高溫合金對不均勻晶粒特別敏感。晶粒不均勻?qū)@著降低鍛件的耐久性和疲勞性能。

3.冷現(xiàn)象

由于變形過程中溫度低或變形速度過快，以及鍛造后冷卻過快，再結(jié)晶引起的軟化可能跟不上變形引起的強(qiáng)化（硬化），因此部分鍛件在熱鍛后仍保持冷變形。組織這種結(jié)構(gòu)的存在提高了鍛件的強(qiáng)度和硬度，但降低了塑性和韌性。嚴(yán)重的冷硬現(xiàn)象可能導(dǎo)致鍛造裂紋。

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