影响锻造性能的主要因素分析

影响锻造性能的主要因素是金属的内在因素和金属的外部变形条件。

1.金属内在因素的影响

(1)化学成分

不同材料具有不同的塑性和变形抗力。纯金属的锻造性能比其合金好。碳素钢随含碳量增加，锻造性能变差。合金钢中合金元素种类和含量越多，锻造性能越差，特别是加入能提高高温强度的元素(如钨、钼、钒、钛等)后，其锻造性能更差。

(2)组织结构

纯金属与固溶体具有良好的可锻性，尤其是奥氏体，其塑性好、变形抗力小、锻造性能好，所以钢材大多加热至奥氏体状态进行锻造加工； 化合物(如渗碳体等)因其高硬度和低塑性，锻造性能很差。另外，金属中晶粒越细小、越均匀，其塑性越高、可锻性越好。铸态组织中晶粒细小而均匀组织的锻造性能比柱状组织及粗晶粒组织好。

2.外部变形条件的影响(www.xing528.com)

(1)变形温度

在不产生过热的条件下，金属的变形温度升高，可锻性变好。提高金属变形温度，可使原子动能增加、结合力减弱、塑性增加、变形抗力减小。高温下再结晶过程很迅速，能及时克服冷变形强化现象。因此，适当提高变形温度可改善金属锻造性能。

(2)变形速度

变形速度即单位时间内的变形量，随着变形速度的提高，金属的冷变形强化现象不能通过回复和再结晶及时克服，使塑性下降，变形抗力增加，锻造性能变差。但是，当变形速度超过临界值后，由于塑性变形的热效应使金属温度升高，加快了再结晶过程，使其塑性增加、变形抗力减小。变形速度越高，金属热效应越明显。根据这个原理，利用高速锤锻造、爆炸成型等工艺来加工低塑性材料，可显著提高其可锻性。但生产中常用的锻造设备都不可能超过临界变形速度，因此，塑性较差的金属(如高合金钢等)或大型锻件，宜采用较小的变形速度，以防锻裂坯料。

(3)应力状态

用不同的锻造方法使金属变形时，其内部产生的应力大小和性质(压或拉)是不同的，甚至在同一变形方式下，金属内部不同部位的应力状态也可能不同(图10-2)。挤压是三向压应力状态； 拉拔是轴向受拉，径向受压； 自由锻镦粗时，锻件中心是三向压应力，而侧表面层水平方向为拉应力。实践证明，三个方向中压应力数目越多，可锻性越好； 拉应力数目越多，可锻性越差。这是因为在三向压应力状态下，金属中的某些缺陷难以扩展，而拉应力的出现使这些缺陷易于扩展，从而易导致金属的破坏。因此，许多用普通锻造效果不好的材料改用挤压后即可达到加工的要求。