1.鍛件塑性指標(biāo)
鍛件的塑性是鍛件在外力的作用下,承受永久變形而不破裂的能力。在鍛造過程中,鍛件的塑性指標(biāo)是最重要的,是保證獲得高質(zhì)量鍛件的前提。不同的金屬,其塑性是不相同的,例如鑄鐵沒有塑性,銅和鋁的塑性好,鎂的塑性差。同種金屬在不同的外部條件下,其塑性不同;例如,髙溫時(shí)的鋼比低溫時(shí)的鋼塑性好。那么,怎樣評(píng)述鍛件的塑性好壞呢?
鍛件塑性的指標(biāo)很多,下面以最直觀的鐓粗試驗(yàn)來(lái)說明塑性測(cè)試方法。用一個(gè)高度等于直徑2倍的圓柱形試樣,在壓力機(jī)或鍛錘上進(jìn)行鐓粗試驗(yàn)(見圖),把試樣側(cè)面出現(xiàn)第一條用肉眼看到的 裂紋時(shí)的變形量作為塑性指標(biāo)。
鍛件鐓粗時(shí),試樣由于受接觸摩擦力的影響而出現(xiàn)鼓肚形,中部受三向壓應(yīng)力的作用。當(dāng)鼓形肚較大時(shí),側(cè)面受環(huán)向的拉應(yīng)力作用。該試驗(yàn)可直觀地反映應(yīng)力狀態(tài)及與此相近的鍛造變形過程(自由鐓粗、冷鍛等)的塑性大小。試驗(yàn)時(shí)可以將金屬加熱到相應(yīng)的鍛造溫度范圍內(nèi),在壓力機(jī)或鍛錘上進(jìn)行鐓粗。由于鍛件還與接觸表面上外摩擦的條件和試樣的側(cè)表面加工精度有關(guān),同一種金屬在一定的溫度和變形 速度條件下進(jìn)行鐓粗時(shí),也可能得出不同的塑性指標(biāo)。對(duì)于金屬塑性 指標(biāo)〃的比較,還應(yīng)該有相應(yīng)的外摩擦條件和試樣散熱條件等因素。 因此,在用鐓粗試驗(yàn)測(cè)定塑性指標(biāo)時(shí),為了使試驗(yàn)結(jié)果具備可比性, 必須說明試驗(yàn)條件。
當(dāng)金屬的塑性指標(biāo)>50%時(shí),說明鍛造加工無(wú)困難;當(dāng)塑性指標(biāo)≤50%時(shí),說明鍛造加工比較困難;當(dāng)塑性指標(biāo)<20%時(shí),說明該金屬難以鍛造。
一般鋼材要加熱到一定的溫度才能進(jìn)行鍛造。在實(shí)際生產(chǎn)中,可以將試樣加熱到試驗(yàn)的溫度,鐓粗到原來(lái)高度的一半。如果鐓粗后試樣上無(wú)裂紋產(chǎn)生,說明該材料在試驗(yàn)的溫度范圍內(nèi)可進(jìn)行鍛造,也可以用這種方法確定該材料的鍛造溫度范圍。
還可以用拉伸試驗(yàn)的伸長(zhǎng)率、斷面收縮率和沖擊韌度的高低和扭轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)數(shù)等來(lái)表示塑性。鍛件的塑性越好;轉(zhuǎn)數(shù)越多,金屬的塑性越好。

2.變形抗力和變形極限
以鍛造中最常用的鋼為例,來(lái)說明鋼的變形抗力和變形極限的問題。
要多大的力才能使鋼變形呢?鋼在一次加工中最多能達(dá)到多少變形呢?我們知道,鍛造加工需要的力,至少應(yīng)使鍛件屬達(dá)到其屈服強(qiáng)度,但最大不得超過其抗拉強(qiáng)度,我們?cè)谶@上下限之間選擇適當(dāng)大小的力,進(jìn)行鋼的加工。某種鋼在一次加工中所允許的最大變形,不能超過該鋼種抗拉強(qiáng)度下的伸長(zhǎng)率,否則,工件將會(huì)開裂。如果所用之力小于屈服強(qiáng)度,則達(dá)不到塑性變形的目的。因此在加工中所需的力和變形程度是有一定范圍的。決定加工所需的力是鋼的強(qiáng)度,即變形抗力;決定一次加工的變形限度是鋼的伸長(zhǎng)率,即塑性。
由此可見,鍛件塑性和變形抗力是兩個(gè)獨(dú)立的指標(biāo)。認(rèn)為變形抗力高 的材料塑性就低,變形抗力低的塑性就高,這是與許多事實(shí)不符的。 變形抗力是衡量變形的難易程度,主要取決于材料的強(qiáng)度和受力方式。而塑性則是金屬允許的最大變形程度。例如,奧氏體不銹鋼在室溫下可以經(jīng)受很大的壓力,壓下量較大時(shí)也不會(huì)破裂,具有很好的塑性。但是,要使它變形,則需要很大的壓力。相比較而言,塑性較變形抗力更重要。如果金屬的變形抗力大,可以通過加大錘擊力量,減小金屬與工具的接觸面積(如采用弧形砧)等方式解決;如果金屬的塑性差,則意味著鍛造時(shí)容易破裂。

3.塑性與硬度
不能把金屬材料的塑性高低和其硬度的高低聯(lián)系在一起。生活中往往有這樣的認(rèn)識(shí),即認(rèn)為材料的硬度高,塑性就差;而硬度低,塑性就好。硬度是金屬軟硬程度的度量,塑性則是鍛件成形時(shí)是否容易開裂的指標(biāo),是完全不同的兩個(gè)概念。當(dāng)然有些金屬的硬度高,塑性也差,但并非都是如此。




