山东丰胜金属材料有限公司

   圆截面锻件中心裂纹这种裂纹裂口宽、深并平行纵轴分布。有的裂纹从端面可见，有的从外面上看不见。前者在滚圆过程中发现，后者可在机加工序车削内孔时发现。产生的主要原因有4点。?原材料有中心裂纹、疏松、碳化物颗粒粗大等缺陷。?滚圆过程中产生较大的横向拉力。?滚圆时扩大了方截面拔长或倒棱时形成的初生裂纹。始锻温度过高或终锻温度过低。

   此裂纹的特征是在圆截面的侧表面上，裂纹走向略平行于纵轴，裂纹较宽，深浅不一，一般是在镦粗时发现，修磨后可继续锻造。产生的原因有3点。?原材料表面裂纹的扩大或发展。加热温度低或保温时间不足。?锻造时侧表面胀鼓变形过大。

   这种裂纹在锻件侧表面上呈横向分布，裂纹宽、深、长。往往是在锻件退火后发现。产生的原因主要有4点。坯料表面有折叠、斑疤或较深窄的横向磨裂。坯料在拔长时于侧表面形成明显的锤痕或折叠，镦粗时成为裂纹源。铆锻过渡，镦粗时形成横向汇流折波。?锻件冷却过急或没能及时退火。

    这种缺陷多发现在车内孔或淬火后，碳化物剥落在内孔壁上发生，位置居中，方向与水平略呈倾斜（与原材料碳化物带的镦粗走向一致）。这种缺陷虽不能称之为裂纹，但也破坏了金属的连续性。与一般锻裂相比，缺口较宽、尾部变钝，多产生于外形尺寸较大的圆饼锻件，如剃齿刀、盘形插齿刀等锻件。原材料心部有明显的碳化物带，在镦粗过程中被压缩、聚集、折叠，在车内孔或淬火时脱落。

    在热处理淬火时常发现车刀一头组织正常，而另一头有萘断口；大直径铣刀某一个边缘有萘断口，而不经锻造制作的刀具均无萘断口，说明萘断口是由于锻造不良所致。一般认为锻造产生的萘断口有两个原因：?锻造比太小，变形甚微（10%~15%），而且终锻温度很高（如在1100~1050℃）。返修品不经中间退火或退火不良有可能产生萘断口。

    这是由于在加热时，在高温下停留时间过长，表面的碳量过分烧损所致。特别是W-Mo系钢脱碳的趋向越严重。因此，要严重控制在高温下的停留时间。在能够使钢均热的前提，其停留时间应尽量短时，如在保护气氛下加热更佳。

    在汽车制造过程中，广泛地采用锻造的加工方法。随着科技的进步，对工件精度要求的不断提高，具有高效率、低成本、低能耗、高质量等优点的精密锻造技术得到越来越广泛的应用。依据金属塑性成形时的变形温度不同，精密冷锻成形可分为冷锻成形、温度成形、亚热锻成形、热精锻成形等，生产的汽车零部件包括。

    锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法，锻压（锻造与冲压）的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。

    包括辊锻、楔横轧、径向锻造、液态模锻等锻造方式，这些方式都比较适用于生产某些特殊形状的零件。例如，辊锻可以作为有效的预成形工艺，大幅降低后续的成形压力；楔横轧可以生产钢球、传动轴等零件；径向锻造则可以生产大型的炮筒、台阶轴等锻件。

   钢的开始再结晶温度约727℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻，在室温下进行锻造的称为冷锻。用于大多数行业的锻件都是热锻，温锻和冷锻主要用于汽车、通用机械等零件的锻造，温锻和冷锻可以有效的节材。

    锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金，铁基高温合金，镍基高温合金，钴基高温合金的变形合金也采用锻造或轧制方式完成，只是这些合金由于其塑性区相对较窄，所以锻造难度会相对较大，不同材料的加热温度，开锻温度与终锻温度都有严格的要求。

   材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。金属在变形前的横断面积与变形后的横断面积之比称为锻造比。正确地选择锻造比、合理的加热温度及保温时间、合理的始锻温度和终锻温度、合理的变形量及变形速度对提高产品质量、降低成本有很大关系。

   自由锻是指用简单的通用性工具，或在锻造设备的上、下砧铁之间直接对坯料施加外力,使坯料产生变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件的加工方法。采用自由锻方法生产的锻件称为自由锻件。

   自由锻都是以生产批量不大的锻件为主，采用锻锤、液压机等锻造设备对坯料进行成形加工，获得合格锻件。自由锻的基本工序包括镦粗、拔长、冲孔、切割、弯曲、扭转、错移及锻接等。自由锻采取的都是热锻方式。

    H13热作模具钢具有优良的热强性、热疲劳性以及综合力学性能，在国内外被广泛用于铝合金压铸模、热锻压模和热挤压模.  H13模具钢铸锭由于表面和心部冷却速度不同，造成表面组织细小均匀，心部组织晶粒粗大，严重影响锻件的性能。锻件的组织和力学性能与很多因素有关，而锻造比是影响锻件质量的最主要因素之一。锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法，锻造比越大，锻件的变形程度就越高，而变形程度直接关系到材料最终夹杂物尺寸、材料共晶碳化物的破碎程度、材料最终成形后的晶粒大小等。

    锻后试样经860℃等温球化退火后的金相组织中可以看出:试样经退火后，锻造比最大的试样的金相组织与原始试样相比，晶粒变得更细小，粗大的晶粒组织经过锻造后没有遗传给退火组织;随着锻造比越大，退火后的晶粒越细小，晶粒度越大。金属变形时要消耗较多能量，    经计算，各锻造比下的晶粒度大小如图4所示。由图4可得:锻造比为1时，等温球化退火后H13模具钢的晶粒度为5. 8，由于锻造比较小，试样组织破碎不明显，晶界总长没有多大变化，导致退火回复再结晶阶段形核点和储存的能量较少，晶粒形核点主要在晶界处形核长大，保持了原始试样组织形态。

    遗传现象明显;随锻造比增大，晶粒度也增大，锻造比为2时的晶粒度为6. 2，与原始试样相比，晶粒有所细化;当锻造比为3和4时，晶粒明这些能量大部分转化为热，使金属的温度升高，小部分以储存能的形式保留在金属中，由于该储存能的产生，使金属具有较高的自由能和热力学不稳定状态，因此，储存能就成了变形金属在加热时发生回复与再结晶的驱动力。当变形金属加热时，加热到一定温度后，大部分储存能会以热的形式释放出来。锻造比的增加，使形变储存能增加，为变形金属在加热时发生回复与再结晶提供了更多的驱动力，晶粒形核速率加快;同时，随锻造比增加，形核点增多，加快形核速率，形成细小晶粒，减弱甚至消除组织遗传性。

   锻造比为1时的试样，等温球化退火后H13模具钢的晶粒度为5. 8，保持了原始试样的组织形态，具有明显的遗传现象。随着锻造比增大，晶粒度增加，晶粒细化，组织遗传规律变弱;当锻造比为4时，晶粒度达到8. 1，达到超细晶粒等级，组织遗传现象明显减弱。随锻造比增大，晶粒破碎明显增加，为等温球化退火阶段晶粒的回复再结晶提供了更多的形核点和储存能，促使晶粒细化，弱化了金属组织的遗传特征。

    锻造比是利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻造比是锻造时金属变形程度的一种表示方法。锻造比以金属变形前后的横断面积的比值来表示。不同的锻造工序，锻造比的计算方法各不相同。1、拔长时，锻造比为y=F0/F1或y=L1/L0式中F0,L0-拔长前钢锭或钢坯的横断面积和长度;F1,L1-拔长后钢锭或钢坯的横截面积和长度。

   镦粗时的锻造比，也称镦粗比或压缩比，其值为y=F1/F0或y=H0/H1F0,H0-镦粗前钢锭或钢坯的横截面积和高度;F1,H1-镦粗后钢锭或钢坯的横截面积和高度。锻造比选择的原则是在保证锻件各种要求的前提下，尽量选择小一些。一般按以下情况确定锻造比:1、优质碳素结构钢和合金结构钢在锤上自由锻造时:对轴类锻件，由钢锭直接锻造。