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鍛造大型鍛件時塑形變形的基本定律介紹：

1、切應力定律

鍛件的塑性變形，只有當其內(nèi)部的切應力達到一定臨界值時才會發(fā)生，這個規(guī)律稱為切應力定律。

切應力的臨界值取決于鍛件材料本身、鍛造的變形溫度、變形速度和變形程度。一般來說，鋼的含碳量，或合金含量越高，切應力的臨界值就越高，越不容易發(fā)生塑性變形；而提高變形溫度、降低變形速度或減小變形程度，就會降低切應力的臨界值，就越容易發(fā)生塑性變形。

2.鍛件塑性變形時有彈性變形

因為金屬在鍛造加工時塑性變形前已經(jīng)發(fā)生了彈性變形，所以，金屬發(fā)生塑性變形的同時，必定伴隨著彈性變形的發(fā)生。

因為金屬塑性變形時有彈性變形，所以在使金屬變形的外力撤除后，工件的塑性變形保留下來，但彈性變形部分要回復，會使工件的尺寸和形狀發(fā)生一定的變化，這種由于回復彈性變形而引起工件的尺寸和形狀變化的現(xiàn)象稱為回彈，在生產(chǎn)中，要注意回彈對工件尺寸和形狀的影響。

3.體積不變的假設(shè)

金屬的體積在塑性變形過程中，變形前的體積等于變形后的體積，這個規(guī)律稱為體積不變定律。

在鍛造生產(chǎn)中，根據(jù)體積不變定律，可以進行鍛述的尺寸、工序件的尺寸及模具的尺寸等工藝計算。

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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引起的輕微的網(wǎng)狀碳化物等在鍛后熱處理時，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、反復正火、低溫分解、高溫擴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，異型鍛件加工定制，甚至不合格。

⑤ 在熱處理時將會進一步發(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，淬火時常引起開裂。

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

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

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為什么選擇鍛件？

與鑄件比較，鍛件閥門的閥體具有更加均勻結(jié)構(gòu)，更好的密度，更好的強度完整性，更好的尺寸特性，和更小的尺寸誤差。定向構(gòu)造（管線）在整個強度和應力方面都比鑄件具有更高的性能。

（1） 高強度

熱鍛造促進在結(jié)晶和晶粒細化，使得材料能夠達到大可能的強度和一致性，并且件與件之間的變異小。顆粒流精密地沿著閥體輪廓流動，這些連續(xù)的流線有利于減少疲勞或常見故障的發(fā)生率。

（2） 可靠性

能夠滿足設(shè)計結(jié)構(gòu)要求的鍛件性一直是鍛件重要的優(yōu)點之一，在某種程度上位于上述特性。

（3） 結(jié)構(gòu)完整性

鍛造消除了內(nèi)部缺陷，產(chǎn)生了連貫一致的金相組織，保證了優(yōu)異的性能。在應力和晶體內(nèi)腐蝕問題嚴重的地方，鍛件都能夠保證較長的使用壽命和無故障服務。

（4） 一致性

閉模鍛造的尺寸一致性造成關(guān)鍵壁厚的完全控制，避免了鑄造工藝中鐵心移位造成的缺陷，無分離鋼錠和1萬至3萬噸壓力機的沖擊力保證了沒有內(nèi)部缺陷的、一致的金相結(jié)構(gòu)。

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