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鍛件加工的自由鍛造工藝

自由鍛造通常指手工自由鍛和機器自由鍛。手工自由鍛主要依靠人力利用簡單的工具對坯料進行鍛打，從而改變坯料的形狀和尺寸獲得所需鍛件，這種方法主要用于生產小型工具或用具。機器自由鍛（簡稱自由鍛），主要依靠專門的自由鍛設備和工具對坯料進行鍛打，改變坯料的形狀和尺寸，從而獲得所需鍛件。

機器自由鍛根據其所使用的設備類型不同，可分為鍛錘自由鍛和水壓機自由鍛兩種，前者用以鍛造中小型自由鍛件，后者主要用以鍛造大型自由鍛件。徑向鍛造機鍛造是近十幾年才發展起來的，它主要用于階梯軸和異形截面軸類鍛件的成形。

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鍛件在鍛造時容易出現什么問題？

均溫時間是指儀表到達回火溫度開始到鍛件表面的火色與爐膛一致，即鍛件表面溫度與爐溫一致所需的時間。一般鍛件表面火色只能憑經驗確定，但在低溫回火時，往往看不出鍛件的火色，因此回火工藝規范中并不給出均溫時間，而是將保溫時間延長一半來保證達到均溫的要求。

均溫結束后，開始保溫。在保溫過程中，淬火組織完成回火轉變。回火保溫開始后鍛件的機械性能急劇變化（強度和硬度下降，塑性和韌性提高），淬火殘余內應力迅速降低。隨著保溫時間的延長，性能變化和內應力消除逐步減慢，當達到一定時間后，性能和應力變化就趨向穩定。鍛件的性能和應力變化達到穩定值所需的時間就是回火的保溫時間。回火過程主要是消除淬火冷卻過程中工件內部的殘余應力，得到一定分散度的回火組織，以滿足規定的機械性能要求。

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鍛造工藝不當對鍛件有何影響？

變形時由于溫度偏低或變形速度太快，以及鍛后冷卻過快，均可能使再結晶引起的軟化跟不上變形引起的強化（硬化），從而使熱鍛后鍛件內部仍部分保留冷變形組織。這種組織的存在提高了鍛件的強度和硬度，但降低了塑性和韌性。嚴重的冷硬現象可能引起鍛裂。

裂紋通常是鍛造時存在較大的拉應力、切應力或附加拉應力引起的。裂紋發生的部位通常是在坯料應力大、厚度薄的部位。如果坯料表面和內部有微裂紋、或坯料內存在組織缺陷，或熱加工溫度不當使材料塑性降低，或變形速度過快、變形程度過大，超過材料允許的塑性指針等，則在撤粗、拔長、沖孔、擴孔、彎曲和擠壓等工序中都可能產生裂紋。

龜裂是在鍛件表面呈現較淺的龜狀裂紋。在鍛件成形中受拉應力的表面（例如，未充滿的凸出部分或受彎曲的部分）容易產生這種缺陷。引起龜裂的內因可能是多方面的：原材料合Cu、Sn等易熔元素過多；高溫長時間加熱時，鋼料表面有銅析出、表面晶粒粗大、脫碳、或經過多次加熱的表面；燃料含硫量過高，有硫滲人鋼料表面。

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