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锻造锻件时为何要加工硬化?

  加工硬化就是随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。

  它是一种非常重要的强化手段,可用来提高锻件材料的强度和硬度,这对于那些不能用热处理方法强化的合金锻件尤其重要,例如,冷轧钢板比热容轧钢板的强度,硬度要高。
 
  影响表面层加工硬化的因素如下:

 
  1.切削力:切削力越大,塑性变形越大,硬化程度也越大,硬化层深度也越大。因此,增大进给量切削深度和减小前角,都会增丈切削力,使加工硬化严重。
 
  2.切削温度:切削时产生的热最会对工件的表面层硬化产生软化作用,因此切削温度越高,表面层的加工硬化回复程度就越大。
 
  3.变形速度(切削速度):变形速度很快时,工件接触时间短,塑性变形不充分,因此硬化程度将降低。
 
  4.工件材料硬度低、塑性大时切削加工的表面层加工硬化现象严重。
  
  加工硬化有利于锻件塑性变形加工的变形均匀性,因为锻件先变形部分得到强化时,继续的变形将主要在末变形部分中发展,从而使材料能够均匀变形,如金属丝的拉拔,筒形锻件的拉深等。

 
  它可保证金属零件和构件的工作安全性,例如,零件在工作中一旦出现超载等原因,零件某部位所受应力大于其屈服点产生少量塑性变形,则因加工硬化使该部位屈服点提高,就有可能制止该处进一步变形和断裂。
 
  加工硬化虽然能够提高强度,但却降低塑性,这对于大变形量的变形加工无疑会带来麻烦,如钢丝变径的拉拔,如果要求变径较大,因加工硬化现象的存在就不能一次拉拔出来,需要多次拉拔,而且在两次拉拔之间必须安排消除加工硬化的退火处理,使钢丝的塑性恢复才能再进行下一次拉拔变径,例如,对于加工硬化敏感的材料(高锰钢),由于加工硬化现象的存在使其难以进行切削加工。
 
  表面层的加工硬化是在机械加工过程中,工件表层金属受到切削力的作用,产生强烈的塑性变形,使金属的品格严重扭曲,晶粒破碎、拉长和纤维化,从而阻碍金属进一步的变形,使工件表面硬度提高,塑性降低。但是,切削热在一定条件下会使工件表面的冷硬产生回复现象(已加工硬化的金属回复到正常状态),这一现象也称为软化;更高的温度还将引起相变。因此,金属已加工表两最后的加工硬化是这种硬化,软化和相变作用的综合结果。
 

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