通過鍛造能消除金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷,優化微觀組織結構,同時由于保存了完整的金屬流線,鍛件的機械性能一般優于同樣材料的鑄件。相關機械中負載高、工作條件嚴峻的重要零件,除形狀較簡單的可用軋制的板材、型材或焊接件外,多采用鍛件。
鍛造可分為自由鍛、模鍛、閉式模鍛。
1、自由鍛。利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個抵鐵(砧塊)間產生變形以獲得所需鍛件,主要有手工鍛造和機械鍛造兩種。
2、模鍛。模鍛又分為開式模鍛和閉式模鍛.金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內受壓變形而獲得鍛件,又可分為冷鐓、輥鍛、徑向鍛造和擠壓等等。
3、 閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒有飛邊,材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復雜鍛件的精加工。由于沒有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。但是,應注意不能使坯料完全受到限制,為此要嚴格控制坯料的體積,控制鍛模的相對位置和對鍛件進行測量,努力減少鍛模的磨損。
軋制是將金屬坯料通過一對旋轉軋輥的間隙(各種形狀),因受軋輥的壓縮使材料截面減小,長度增加的壓力加工方法,這是生產鋼材最常用的生產方式,主要用來生產型材、板材、管材。
軋制方式按軋件運動分有:縱軋、橫軋、斜軋。
縱軋過程就是金屬在兩個旋轉方向相反的軋輥之間通過,并在其間產生塑性變形的過程。
橫軋:軋件變形后運動方向與軋輥軸線方向一致。
斜軋:軋件作螺旋運動,軋件與軋輥軸線非特角。
優點:
可以破壞鋼錠的鑄造組織,細化鋼材的晶粒,并消除顯微組織的缺陷,從而使鋼組織密實,力學性能得到改善。
這種改善主要體現在沿軋制方向上,從而使鋼在一定程度上不再是各向同性;澆注時形成的氣泡、裂紋和疏松,也可在高溫和壓力作用下被焊合。
缺點:
1.經過軋制之后,鋼內部的非金屬夾雜物(主要是硫化物和氧化物,還有硅酸鹽)被壓成薄片,出現分層(夾層)現象。分層使鋼沿厚度方向受拉的性能大大惡化,并且有可能在焊縫收縮時出現層間撕裂。焊縫收縮誘發的局部應變時常達到屈服點應變的數倍,比荷載引起的應變大得多。
2.不均勻冷卻造成的殘余應力。殘余應力是在沒有外力作用下內部自相平衡的應力,各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應力,一般型鋼截面尺寸越大,殘余應力也越大。殘余應力雖然是自相平衡的,但對鋼構件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩定性、抗疲勞等方面都可能產生不利的作用。
3.熱軋的鋼產品,對于厚度和邊寬這方面不好控制。我們熟知熱脹冷縮,由于開始的時候熱軋出來即使是長度、厚度都達標,最后冷卻后還是會出現一定的負差,這種負差邊寬越寬,厚度越厚表現的越明顯。所以對于大號的鋼材,對于鋼材的邊寬、厚度、長度,角度,以及邊線都沒法要求太精確。