热加工对组织性能的影响

热加工对组织性能的影响
一.热加工的概念
凡在金属再结晶温度以上进行的 塑性变形加工，统称为热塑性变形加 工或简称热塑性变形，在生产上称为 热加工。冷塑性变形加工产生加工硬 化的同时没有再结晶发生，而热塑性 变形加工是在产生加工硬化的同时进 行动态的再结晶。
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二.热加工的特点
与其它加工方法相比，热加工所具有优点是：
3．形成带状组织 热变形后亚共析钢中的铁素体和珠光体成条带状 分布，称为带状组织。其形成有两种可能： 一种是在两相区温度范围变形，铁素体沿奥氏体 晶界析出后变形伸长，再结晶后奥氏体与铁素体变成等 轴晶粒，但其分布仍呈条带状； 另一种是热变形中枝晶偏析或夹杂物被拉长，当奥 氏体冷却时，偏析区域(如富磷贫碳区域)首先析出铁素 体且成条带状分布，随后铁素体两侧的奥氏体区再转变 成珠光体，最终呈条带状的铁素体加珠光体的混合物。 带状组织也使材料产生各向异性，其影响与流线类似。 为防止和消除带状组织，一是不在两相区变形，二 是减少夹杂元素含量，三是采用高温扩散退火，消除元 素偏析。对已出现带状组织的材料，可在单相区加热 正火处理，予以消除或改善。
三、热加工材料的组织性能特征
金属材料经过热变形后，将引起组织、 性能的变化。热加工不仅改变了材料的形 状，而且于其对材料组织和微观结构的影 响，也使材料性能发生改变，主要体现在 以下几方面：
1.
改善铸造状态的组织缺陷
铸造态材料的某些缺陷如气孔、疏松等在热 变形中焊合，部分消除偏析，将粗大的铸态柱状 晶和树枝晶改造成细小、均匀的等轴晶粒，改善 夹杂物或脆性相的形态与分布。其结果使材料的 致密性和机械性能，特别是塑性、韧性比铸态有 显著提高。
2．热变形形成流线，出现各向异性
在热变形中，某些枝晶偏析、夹杂物、第二 相等将随组织变形而伸长，沿变形方向分布，晶粒 发生再结晶，形成新的等轴晶粒，而夹杂物等仍沿 变形方向呈纤维状分布，叫做流线。形成流线使金 属机械性能出现各向异性，沿纵向变形方向和横向 变形方向性能不同，纵向具有较高的机械性能，特 别是塑性和韧性。
不足之处：
1.过薄或过细的工件，散热较快，保持热加工 温度困难。一般仍采用冷加工的方法。 2.工件的表面不如冷加工的光洁，尺寸也不如 冷加工生产的精确。 3.热加工结束时，温度难于均匀一致，温度偏 高处晶粒尺寸要大一些，特别是大断面更为突 出。热加工后产品的组织、性能常常不如冷加 工的均匀。 4.热加工金属材料的强度比冷加工的低。 5.某些金属材料不宜热加工。
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1.能量消耗少，热变形时的金属变形抗力低。 2.热加工变形时，加工硬化的同时，也存在回复或 再结晶的软化过程，塑性变形容易进行。塑性、韧 性好，断裂的倾向性减少。金属原子活动性提高， 空洞、气泡、裂纹等缺陷易于焊合。不需要像冷加 工的中间退火，简化生产工序。 3.生产率提高，成本降低。 4.控制热加工，可改变材料的组织结构以满足一定 性能要求。
钩中的纤维组织
4．热变形后的组织控制 热变形材料的机械性能，在相当程度上决 定于材料的晶粒大小，细小晶粒的材料具有高的 强韧性，因此要求热变形工艺最终获得细小的晶 粒。在热变形中应控制其终止温度、最终变形量 和热变形后的冷却速度。采用低的变形终止温度、 大的最终变形量和快的冷却速度，可得到细小晶 粒，加入微量合金元素，阻碍热变形后的静态再 结晶和晶粒长大，也是细化晶粒的有效措施。