影響鍛造工件熱處理的因素

鍛造生產過程中必須滿足工件使用過程中所提出的性能要求，這是除了在必須保證鍛件所要求的尺寸和形狀外，選擇合適的鍛造工藝參數和工藝，可通過下列方法來改善材料的性能和組織。①控制品粒的大小和均勻度；
　　②使組織得到形變強化或形變-相變強化等；
　　③改善第二相（例如萊氏體鋼中的合金碳化物）的分布；
　　④鑄錠經過鍛造形成纖維組織，進一步通過軋制、擠壓、模鍛，使鍛件得到合理的纖維方向分布；
　　⑤打碎柱狀晶，改善宏觀偏析，把鑄態組織變為鍛態組織，并在合適的溫度和應力條件下，焊合內部孔隙，提高材料的致密度。采用上述方法改善了工件的組織，提高了鍛件的沖擊韌度、疲勞強度、塑性和耐持久性能等，工件再進行最后的熱處理就能得到工件所要求的較好綜合性能，如硬度、塑性和強度等。鍛件缺陷是由于選擇不合理的鍛造工藝而引起的，常見的鍛造缺陷有表面缺陷、內部缺陷和性能不合格等，鍛造缺陷直接影響鍛造工藝的工序加工質量，有的甚至嚴重影響鍛件的性能，所制成品件的使用壽命會降低，甚至危及安全。鍛件組織對最終熱處理后的組織和性能的影響主要表現在以下幾方面。
　　①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。
　　②如果加熱不當，若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。
　　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、萊氏體高合金工具鋼中的碳化物網和帶等使最終熱處理后的鍛件性能下降，甚至不合格。
　　⑤可以得到改善的組織缺陷：在一般過熱的結構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狀碳化物等在鍛后熱處理時，鍛件最終熱處理后仍可獲得滿意的組織和性能。
　　⑥在最終熱處理時將會進一步發展的組織缺陷：例如，合金結構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。
　　⑦不可改善的組織缺陷：奧氏體和鐵索體耐熱不銹鋼、高溫合金、鋁合金、鎂合金等在加熱和冷卻過程中，沒有同素異構轉變的材料，以及一些銅合金和鈦合金等，在鍛造過程中產生的組織缺陷用熱處理的辦法不能改善。本文參考《熱熱處理工藝問答》一書。