鍛件生產(chǎn)所選用的鋼材,其化學(xué)成分、力學(xué)性能均應(yīng)符合原冶金部的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)滿足零件對鋼材的材質(zhì)或力學(xué)性能的特殊要求;應(yīng)滿足鍛造和熱處理工藝的特殊要求。
影響鍛件內(nèi)在質(zhì)量的因素是多方面的。首先是熱處理,另外還有過燒、過熱、脫碳、內(nèi)部裂紋、異相、白點(diǎn)、金相組織、金屬流線等。
1.熱處理硬度:鍛件熱處理硬度是指鍛件經(jīng)正火(退火)或調(diào)質(zhì)后所得到的硬度值。
鍛件硬度常以布氏硬度HB表示。為了便于測定,實(shí)際生產(chǎn)中將其換算成鋼球壓痕直徑。
2.鍛件的過燒、過熱和脫碳
a.過燒:過燒組織晶粒粗大,晶界燒損,其力學(xué)性能顯著下降。有的在鍛造時(shí)就開裂。過燒組織是不能用熱處理方法來消除的,可通過金相照片鑒定。
b.過熱:碳素結(jié)構(gòu)鋼(亞共析鋼或過共析鋼)的過熱往往以晶粒粗大,或出現(xiàn)魏氏組織為特征。合金結(jié)構(gòu)鋼則以奧氏體晶粒粗大及硫化物等異相質(zhì)點(diǎn)沿原奧氏體晶界析出為特征。
輕度過熱時(shí)其晶粒粗大通常可以通過正火或退火消除。嚴(yán)重的過熱則往往難以用熱處理的方法來消除。過熱組織可能造成力學(xué)性能的降低,尤其對沖擊韌度的影響較為顯著。
c.脫碳:脫碳是由于在加熱時(shí)鋼材表層碳元素的氧化或燒損所造成的,脫碳程度以脫碳的深度計(jì)量。
脫碳有全脫碳層和過渡層之分,在計(jì)算脫碳深度時(shí),都應(yīng)包括在內(nèi)。
脫碳深度的金相檢查通常是在鍛件熱處理后進(jìn)行的。
d.對鍛件過燒、過熱和脫碳的規(guī)定
過燒對任何類型和用途的起重機(jī)車輪鍛件都是不允許的。凡屬過燒的鍛件必須報(bào)廢。
對過熱和脫碳的鍛件,則應(yīng)區(qū)別其用途和類型,作相應(yīng)的規(guī)定。根據(jù)鍛件的用途和工作條件可分為:第一類(保安件)、第二類(重要件)、第三類(一般類)。以下予以分別介紹:
第一類:工作時(shí),受到頻繁而復(fù)雜的交變應(yīng)力的作用,一旦零件損壞,可能造成重大的人身傷亡事故,如汽車的前軸、半軸、轉(zhuǎn)向和制動系統(tǒng)的鍛件。該類鍛件的成品一般不允許有過熱組織。有輕度過熱時(shí),其力學(xué)性能,尤其是沖擊韌度不應(yīng)低于相同材質(zhì)及硬度范圍的數(shù)值。加工面允許的脫碳層深度按一般表面缺陷對待,即不超過實(shí)際加工余量的一半。非加工面的允許深度對中、小件(6kg以下),不超過0.5mm,較大件不超過0.8mm。
第二類:此類鍛件往往承受復(fù)雜的交變應(yīng)力的作用,傳遞較大扭矩或作高速運(yùn)動,如:內(nèi)燃機(jī)曲柄、連桿、汽車的方向節(jié)又、十字軸等。一旦零件損壞,可能造成車輛、機(jī)械設(shè)備事故,但一般不會造成人身安全事故,此類件過熱程度應(yīng)加以限制;對碳素結(jié)構(gòu)鋼規(guī)定其晶粒度或魏氏組織的允許程度;對合金結(jié)構(gòu)鋼規(guī)定其魏氏體的級別以及硫化物析出的程度等。在制定其過熱的金相標(biāo)準(zhǔn)時(shí),應(yīng)以保證鍛件力學(xué)性能,尤以沖擊韌度無明顯降低為依據(jù)。在條件許可時(shí),作實(shí)體鍛件疲勞強(qiáng)度試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果制訂出過熱標(biāo)準(zhǔn)。在加工面上脫碳深度仍作為一般表面缺陷對待;而非加工面,對中、小件(6kg以下),不得超過0.6mm,大件不得超過1mm;對某些特殊鍛件,如桿部不加工的中、小型連桿,其桿部的脫碳層深度不得超過0.4mm。
第三類:一般齒輪件、連接件、手柄等,此類件通常具有足夠的強(qiáng)度,一般不易損壞,對此類鍛件的過熱和脫碳可不作具體的規(guī)定。