第三篇第一章 锻造基础知识和自由锻
锻造工技术讲解
锻造工技术第一章锻造成形的基本原理第一节金属塑性和变形抗力锻造成形——金属在锻锤的冲击力或压机的压力作用下，在不破坏自身完整性的条件下，稳定地改变其内部组织和几何形状与尺寸，获得所需要的组织结构和几何形状与尺寸的加工方法。
金属的可锻性是衡原材料锻造成形难易程度的一项工艺性能。
可锻性好表示该材料适于锻造成形，可锻性差则会给锻造成形造成困难。
可锻性一般用金属的塑性和变形抗力两个指标来度量。
塑性越高、变性抗力越低，则认为可锻性越好；反之越差。
一、金属塑性的基本概念及塑性指标1.金属塑性的基本概念⑴定义塑性是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力，它是金属的一种重要的加工性能。
⑵影响金属塑性的因素金属的塑性不是固定不变的，它受诸多因素的影响，它大致分分两个方面。
一个是金属内在因素，如晶体结构、化学成份、组织状态等；另一个是变形的外部条件，即工艺过程，如变形温度、变形速率、变形力学状态等。
同一材料，由于变形条件不同，可能表现出不同的塑性，例如，受单向拉伸的大理石是脆性物体，但在较强的三向压力下压缩时，却能产生明显的塑性变形而不被破坏。
⑶研究金属或合金塑性的意义选择合适的变形方法，确定最好的变形温度、速度来获得最大变形量，以便低塑性难变形的金属与合金能顺利实现成形过程。
2.金属的塑性指标常用的试验方法有拉伸试验、压缩试验和扭转试验指标有：延伸率、收缩率、压缩程度、扭转角度和扭转圈数二、变形抗力变形抗力是指在一定的加载条件下和一定的变形温度、速度条件下，引起塑性变形的单位变形力的大小，或者说金属抵抗塑性变形的能力。
金属的变形抗力是指该材料在变形瞬间的屈服强度，金属内部的应力达到该值时，便开始产生塑性变形。
三、影响金属塑性变形和变形抗力的因素1.金属自然性质对塑性和变形抗力的影响⑴金属化学成份对塑性和变形抗力的影响①碳钢中碳和杂质元素的影响a.碳碳对碳钢性能的影响最大。
随着碳含量的增加，渗碳体的数量亦增多，塑性的降低也越大。
锻造基础知识讲座
锻造基础知识讲座（一）锻造的基本概念。
锻造是锻压工艺的一部分，锻压包括锻造和冲压两部分。
锻造的根本目的：是获得所需形状和尺寸，同时要求其性能和组织符合一定的技术要求的毛坯。
锻造按温度来分有：热锻、温锻和冷锻。
不同的锻造温度对锻件的组织和性能的影响也是不同的。
下面介绍的内容主要是热锻部分知识。
锻造分自由锻和模锻两部分。
自由锻是自由锻造的简称，自由锻包括胎模锻，适用于单件小批生产。
模锻适用于批量生产和大批量生产，如汽车制造行业。
自由锻和模锻是锻造工艺的主要支柱。
发达国家的模锻件占锻件总重量的70％以上；我国在50年代模锻件占锻件总重量不到20％，现在有进步，但模锻件总重乃比自由锻件少。
自由锻又分手工锻和机器锻。
手工锻在现在工厂用得很少，只在工具修理部门有，农村的铁匠炉基本上还是用手工锻。
机器锻又分锤上自由锻和水压机上自由锻，前者用来生产大、中、小锻件；后者用来生产大型和特大型锻件。
自由锻特点：1.所用工具简单，通用性强，灵活性大。
2.靠工人的手工操作来控制锻件的形状和尺寸，因此，锻件的精度差，工人的劳动强度大，生产率低。
锻件的主要缺陷有：1.裂纹：有横向、纵向裂纹及其它各种裂纹。
2.过烧。
3.白点（锻件内部银白色、灰白色圆形的裂纹）4.折叠。
5.疏松、非金属夹杂物。
6.机械性能达不到要求（锻比不够）。
7.弯曲、变形。
产生以上缺陷的原因很多，有铸锭缺陷引起的，有锻造加热不当引起的，有锻造本身的原因，也有锻后冷却和热处理不当引起的。
总之，原因很多。
所以当锻件的缺陷发现后，需要综合起来进行分析，并要掌握在不同情况下产生缺陷的不同特征，以便具体问题进行具体分析。
（二）锻造设备简介。
1.自由锻设备：有锻锤和水压机两类。
（1）锻锤有：简易锻锤---夹板（杆）锤：最大吨位1～2吨。
弹簧锤：最大吨位100公斤左右。
钢丝锤：最大吨位3吨。
如我厂的3 吨落锤。
空气锤：规格有：40、65、75、150、250、400、560、750、1000公斤等。
锻造知识
锻造知识一、锻造基础知识1. 锻压是锻造和冲压的合称，是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力，使之产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。
2. 当温度超过300-400℃（钢的蓝脆区），达到700-800℃时，变形阻力将急剧减小，变形能也得到很大改善。
根据在不同的温度区域进行的锻造，针对锻件质量和锻造工艺要求的不同，可分为冷锻、温锻、热锻三个成型温度区域。
原本这种温度区域的划分并无严格的界限，一般地讲，在有再结晶的温度区域的锻造叫热锻，不加热在室温下的锻造叫冷锻。
3. 锻模寿命（热锻2-5千个，温锻1-2万个，冷锻2-5万个）4. 在低温锻造时，锻件的尺寸变化很小。
在700℃以下锻造，氧化皮形成少，而且表面无脱碳现象。
因此，只要变形能在成形能范围内，冷锻容易得到很好的尺寸精度和表面光洁度。
只要控制好温度和润滑冷却，700℃以下的温锻也可以获得很好的精度。
热锻时，由于变形能和变形阻力都很小，可以锻造形状复杂的大锻件。
要得到高尺寸精度的锻件，可在900-1000℃温度域内用热锻加工5. 坯料在冷锻时要产生变形和加工硬化，使锻模承受高的荷载，因此，需要使用高强度的锻模和采用防止磨损和粘结的硬质润滑膜处理方法6. 一般说来，铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。
此外，锻造加工能保证金属纤维组织的连续性，使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致，金属流线完整，可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命。
7. 计算锻造难度系数:K=锻件体积/最大包容体积(矩形);若K>6,则锻件属于易锻产品,若K<3,则属于难锻产品. (当然具体情况具体对待).8. 根据坯料的移动方式，锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。
闭式模锻和闭式镦锻由于没有飞边，材料的利用率就高。
用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。
由于没有飞边，锻件的受力面积就减少，所需要的荷载也减少。
锻造基础知识
锻压就是对坯料施加外力，使其产生塑性变形，改变其尺寸、形状，用于制造机械零件或毛坯成形方法。
是锻造和冲压的总称。
锻压的方法主要有自由锻、胎模锻、锤上模锻、特种锻和冲压等。
锻压加工的优点：1、能改善金属组织，提高力学性能这是因为锻压可以将坯料中的疏松处压合，提高金属的致密度；可以使粗大的晶粒细化；可以使高合金工具钢中的碳化物被击碎，并且均匀地分布。
2、锻压件的形状和尺寸接近于零件与直接切削钢材的成形方法相比较，不但可以节省金属材料的消耗，而且也节省切削加工工时。
3、生产率高锻压成形，特别是模锻成形的生产效率。
比切削加工成形高得多。
例如，生产内六角螺钉，用模锻成形的生产率是切削加工的50倍。
若采用冷镦工艺制造时，其生产效率是切削加工成形的400倍以上。
4、锻压加工在生产中有较强的适应性锻压加工既可以制造形状简单的锻件（如圆轴），也可以制造形状比较复杂，不需要或只需要进行少量切削加工的锻件（如精锻齿轮）。
锻件的重量可以小到不足一克，大到几百吨。
锻件既可以单件小批生产，也可以大批大量生产。
缺点：常用的自由锻件精度比较低；胎模锻和模锻的模具费用较高；与铸造生产相比，难以生产既有复杂外形又有复杂内腔的毛坯。
机床制造业中，主轴、传动轴、齿轮等重要零件以及切削刃具等，都是用锻压方法成形的。
锻造工艺基础手工锻造是用手锻工具，依靠人力在铁砧上进行的。
这种方法简陋，仅用于修理性质和小批量生产的场合。
机器锻造是靠各种锻造设备提供作用力的锻造方法，是现代锻造的主要形式。
一、自由锻只用简单的通用性工具，或在锻造设备上、下砧间直接使坯料变形而获得所需的几何形状及内部质量的锻件，称为自由锻。
1、基本工序可分为拔长、镦粗、冲孔、弯曲等。
拔长：也称为延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。
镦粗：是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。
冲孔：是利用冲头在镦粗后的坯料上冲出透也或不透孔的锻造方法。
弯曲：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。
工贸企业自由锻锻工安全操作规程（三篇）
工贸企业自由锻锻工安全操作规程工贸企业自由锻锻工是工厂中负责金属锻造工作的员工，他们的工作环境复杂且存在许多安全风险。
为了确保自由锻锻工的安全，预防事故的发生，制定一套详细的安全操作规程是十分重要的。
以下是一份2000字的工贸企业自由锻锻工安全操作规程。
第一章：一般要求1. 自由锻锻工必须具备相关的锻造技术知识和操作技能，经过必要的培训，并取得相关的证书方可上岗。
2. 所有自由锻锻工必须穿戴符合安全要求的个人防护装备，包括安全帽、防护眼镜、防护手套、防护鞋等。
3. 自由锻锻工必须严格遵守工艺规程和操作规程，不得随意更改工艺参数。
4. 自由锻锻工必须遵守公司的安全生产制度和各项安全操作规程，发现问题及时上报，并参与相关的安全培训。
5. 在工作期间，自由锻锻工不得饮酒、吸烟或使用其他影响工作安全的物品。
第二章：生产作业安全规程1. 确保工作场所通风良好，及时清理铁屑和其他杂物。
2. 在开工前，必须检查锻造设备的电气及液压系统是否正常，如有问题需及时维修或上报。
第三章：金属锻造安全规程1. 自由锻锻工在操作铁锤、气锤或其他工艺设备时，必须穿戴符合防护要求的手套和眼镜，并确保自身周围没有其他人员。
2. 在锻打过程中，不得交叉操作，确保自身和他人的安全。
3. 在进行热处理时，必须穿戴符合防护要求的防护服，并确保操作环境具备必要的通风设施。
4. 自由锻锻工必须熟悉各类金属材料的特性及其在锻造过程中的行为，不得超载锻打，避免材料溃裂或其他安全事故的发生。
第四章：设备维护与检修规程1. 自由锻锻工在进行设备检修或维护时，必须确保设备断电，并对设备进行锁定和标识，防止误操作造成意外伤害。
2. 在检修或维护过程中，必须使用合适的工具，不得使用损坏的工具或超负荷使用工具。
3. 在更换锻造模具时，必须确保模具的位置固定，防止模具在操作过程中脱落或移位。
第五章：应急处理措施1. 自由锻锻工必须熟悉安全出口的位置，并确保通道畅通。
自由锻
由于原材料的缺陷造成的锻件缺陷 通常有：
4.层状断口 层状断口的特征是其断口或断面与折断了的石板、 树皮很相似。 层状断口多发生在合金钢（铬镍钢、铬镍钨钢 等），碳钢中也有发现。这种缺陷的产生是由于 钢中存在的非金属夹杂物、枝晶偏析以及气孔疏 松等缺陷，在锻、轧过程中沿轧制方向被拉长， 使钢材呈片层状。如果杂质过多，锻造就有分层 破裂的危险。层状断口越严重，钢的塑性、韧性 越差，尤其是横向力学性能很低，所以钢材如具 有明显的层片状缺陷是不合格的。
锻造
扩孔：减小空心毛坯壁厚而增加其内、外径 的锻造工序。 冲头扩孔：是利用冲头锥面引起的径向分力 而进行扩孔的一种方法。
锻造
冲头扩孔应注意以下几方面
1.冲头扩孔时，由于坯料切向受拉应力，容 易胀裂，每次扩孔量不宜太大。 如图：
锻造
2.冲孔扩孔时坯料的高度尺寸：H1=1.05H (H1为扩孔前坯料 H为扩孔后高度). 3.为防止内孔胀裂，每次扩孔量不宜太大每次 冲孔后允许扩孔1~2次一般取20~40mm 当需 要多次扩孔时应中间加热，每次加热一次允 许扩孔2~3次. 4.马架扩孔时，芯轴应随孔径的扩大而逐步更 换，芯轴直径应尽量可能选大.
加热工艺不当常产生的缺陷
1.脱碳 脱碳是指金属在高温下表层的碳被氧化，使得表 层的含碳量较内部有明显降低的现象。 脱碳层的深度与钢的成分、炉气的成分、温度和 在此温度下的保温时间有关。采用氧化性气氛加 热易发生脱碳，高碳钢易脱碳，含硅量多的钢也 易脱碳。 脱碳使零件的强度和疲劳性能下降，磨损抗力减 弱。
自由锻造.
自由锻造自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。
锻造特点：自由锻造所用工具和设备简单，通用性好，成本低。
同铸造毛坯相比，自由锻消除了缩孔、缩松、气孔等缺陷，使毛坯具有更高的力学性能。
锻件形状简单，操作灵活。
因此，它在重型机器及重要零件的制造上有特别重要的意义。
应用领域：自由锻造是靠人工操作来控制锻件的形状和尺寸的，所以锻件精度低，加工余量大，劳动强度大，生产率也不高，因此它主要应用于单件、小批量生产。
锻造分类：自由锻造分手工自由锻和机器自由锻。
手工自由锻生产效率低，劳动强度大，仅用于修配或简单、小型、小批锻件的生产。
在现代工业生产中，机器自由锻已成为锻造生产的主要方法，在重型机械制造中，它具有特别重要的作用。
主要设备：自由锻造的设备分为锻锤和液压机两大类。
生产中使用的锻锤有空气锤和蒸汽-空气锤。
液压机是以液体产生的静压力使坯料变形的，是生产大型锻件的唯一方式。
基本工序：自由锻造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。
拔长【拔长】也称延伸，它是使坯料横断面积减小、长度增加的锻造工序。
拔长常用于锻造杆、轴类零件。
拔长的方法主要有两种：1、在平砧上拔长。
2、在芯棒上拔长。
锻造时，先芯棒插入冲好孔的坯料中，然后当作实心坯料进行拔长。
拔长时，一般不是一次拔成，先将坯料拔成六角形，锻到所需长度后，再倒角滚圆，取出芯棒。
为便于取出芯棒，芯棒的工作部分应有1：100 左右的斜度。
这种拔长方法可使空心坯料的长度增加，壁厚减小，而内径不变，常用于锻造套筒类长空心锻件。
墩粗【镦粗】是使毛坯高度减小，横断面积增大的锻造工序。
镦粗工序主要用于锻造齿轮坯、圆饼类锻件。
镦粗工序可以有效地改善坯料组织，减小力学性能的异向性。
镦粗与拔长的反复进行，可以改善高合金工具钢中碳化物的形态和分布状态。
镦粗主要有以下三种形式：1、完全镦粗。
机械基础 课件3 自由锻
1. 塑性变形的变形的基本方式
1. 塑性变形的基本方式
花纹板
型钢
丝杠
2. 锻造
锻造：自由锻和模锻
1）锻造的加热
钢的始锻温度一般应在铁碳相图的固相线以下150～250℃， 低、中碳钢加热温度一般在1150～1 250℃，终锻温度一般 在A1以上50～100℃。
作业1：
学习通：自由锻
课堂总结
1、塑性成型的基本方式 2、自由锻的特点、工序安排、自由锻锻件的设计注意 事项
2）冷却：
低、中碳钢和低合金钢的小型锻件采用空气冷却。
2. 锻造
3）加热缺陷
氧化烧损与表面脱碳：炉气中氧与钢表面层化合生成氧化皮，造 成金属损耗，且在高温下钢料表层的一部分碳会被烧失。
过热：温度太高，会产生氧化造成表面脱碳现象和晶粒粗大、力 学性能下降
过烧：温度太高，严重的还会晶界氧化、熔化反而降低了金属的 锻造性。
3. 自由锻
➢ 锻造流线
纤维组织形成示意图
热加工中粗大枝晶和各种 夹杂物沿变形方向伸长，使枝 晶间富集的杂质和非金属夹杂 物的走向逐渐与变形方向一致， 使之变成条带状、线状或片层 状，这种组织称为流线。使金 属的力学性能呈现各向异性。 在沿着纤维伸展方向上具有较 高的力学性能，而在垂直于纤 维伸展方向的性能较低。
3. 自由锻
➢ 锻造流线
3. 自由锻
➢ 锻造流线
4. 自由锻锻件设计
(1) 锻件上应避免有锥体或斜面的结构
4. 自由锻锻件设计
(2) 自由锻锻件上不应设计出加强筋、凸台、工字形截面或空 间曲线形表面。
4. 自由锻锻件设计
(3) 锻件由数个简单几何体构成时，几何体的交接处不应形成 空间曲线。
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二.钢在加热过程中的物理．化学变化
1.钢在加热过程中的氧化与脱碳 氧化—钢加热到高温,表层的铁与炉气中的氧化性气体发生化 学反应,使钢表层变成氧化铁的现象. 氧化过程的化学反应: 2Fe+O2=2FeO Fe+ CO2=Fe O + CO 6FeO+ O2=3Fe3O4 Fe+ + H2O=FeO+H2 4Fe3O4+ O2=6Fe2 O3 由于氧化扩散过程从外向内逐步减弱,故氧化皮由三层不同的 氧化铁组成:表层为Fe2 O3;中层为Fe3O4;内层为FeO 锻造时,钢每加热一次,有1.5~3.0%的金属被氧化烧损, 形成的氧化皮若被压入锻件表面,使表质量和尺寸精度下降.另 在模锻时氧化皮硬而脆会使模具加快受损。 快速加热，缩短高温下停留时间。
模锻。基本工序有拔长、错移和扭转。
弯曲类锻件 基本工序是弯曲，弯曲前的制造工序是拔长。 复杂形状锻件 难度较大，应采取适当工序组合锻造。
第三节 自由锻件结构工艺 要求简单的．对称的．直角的．平面的结构避免锥 体．曲线形．工字形等表面，不允许有加强筋。
不合理 合理 说明
圆锥体的锻造须用 专门工具,锻造比较 困难,应尽量避免.与 此相似,锻件上的斜 面也不易锻出,也应 尽量避免 圆锥体与圆柱体交 接处的锻造很困难, 应改成平面与圆柱 体交接,或平面与平 面交 接
一.锻件图的制订
锻件图---在零件图的基础上加上加工余量和 锻造公差而成的,当某 些锻件带有凹 档．凸肩．小孔锻不出时，可加上余块， 来简化锻件的形状。 锻件图的绘制规则： 锻件图上的锻件形状用粗实线描绘，零件图 用点划线或细实线描绘， 锻件尺寸．公差注在尺寸线上面，相应的零 件尺寸注在尺寸线下面，并加括号括起来。
温度/° C
1538
A
固 相 线
1250
液相 线
L L+A
始锻 温度
A
E
G 912 800
A+F
P S
A+Fe 3 CⅡ
K
F+P P
0.02 0.77
Fe3 CⅡ+P
终锻温度
1.5 2.11 C%
碳钢的锻造温度范围
四.锻件的冷却
冷却方法不当锻件可能产生裂纹或白点而报废,或 影响生产率.
(白点是钢的内部破裂的一种,在钢件的纵向断口上呈圆形或椭圆 形的银白色斑点)
（通孔、盲孔）冲孔，常用方法：镦粗—冲孔 镦粗—冲孔—扩孔
冲孔
弯曲 工件轴线产生一定曲率。 扭转 错移
某一部分相对于另一部分转一定角度。 坯料的一部分相对于另一部分平移 错开的工序，例如曲轴。
切割 分割坯料，或去除锻件余量的工序。
辅助工序
在基本工序之前的预变形工序如压肩、压钳口等。
精整工序
完成基本工序之后，用以提高锻件尺寸和形状精度的工序。 较正、滚圆、平整
三.锻造温度范围的确定 始锻温度---开始锻造的 温度. 始锻温度↑金属的塑 性↑,变形抗力↓,便于加工,但过 高会产生过烧或熔化现象.低 碳钢的始锻温度为 1200~1250℃ 终锻温度---停止锻造的 温度.要保证在终锻温度前具 有足够的塑性,还要使锻件能 够获得良好的组织.一般应高 于再结晶温度.
第一节
自由锻设备
一.空气锤 我国中小型锻工车间中数量最多，使用方便．费用 低．本身结构 简单操作方便．可完成全部自由锻造工序 和用于胎模锻。
空气锤规格用落下的重量表示，50~1000kg
工作原理如图:
1踏杆 2砧垫 3下砧铁 4上砧铁 5、9活塞 ６工作气缸 ７、１１气阀 ８压缩气缸 １０减速器 １２电动机
一、金属的本质
纯金属的可锻性比合金好；有些元素可使可锻性显著
化学成分的影响 下降（如铬，钨，钒等）。钢的含碳量越低，可锻性
越好。
＊组织不同，可锻性有很大差异：
金属组织的影响
＊纯金属、固溶体（如奥氏体）可锻性好； 碳化物可锻性差； ＊铸态柱状组织和粗晶粒不如晶粒细小均匀。
二、加工条件（温度、速度、应力状态）
⒈变形温度的影响 ＊ 温度↑→原子的运动能力↑→容易滑移→塑性↑,变形抗力↓， 可锻性改善. 过热：超过一定温度，晶粒急剧长大，锻造性能↓， 机械性能↓。 已过热工件可通过锻造，控制冷却速度，热处理， 使晶粒细化。 过烧：接近材料熔化温度，晶间的低熔点物质开始熔化， 且氧化性气体进入晶界上形成氧化层，使晶间连接遭到 破坏，金属失去锻造性能，一击便碎，无法挽回。 锻造温度： 始锻温度：碳钢比AE线低200C°左右 终锻温度：800C°过低难于锻造 ，若强行锻造，将导 致锻件破裂报废。
2.冷却方式 空气中冷却．坑内冷却 炉中冷却。 应用： 空冷：中小型碳钢和合金钢锻件 坑冷或炉冷：合金成分复杂的合金钢锻件 • 对于含碳量高的钢，若锻后缓慢冷却，在 晶界会析出网状碳化物，影响锻件使用性 能，因此在锻后先空冷到700℃，然后再在 炉中或坑内缓冷。
第二章
自由锻
自由锻 ＊ 自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个抵铁之 间变形。从而获得所需形状及尺寸的锻件。 在重型机械中，自由锻是生产大型锻件和特大型锻件唯 一成型的方法。 ＊ 金属沿变形方向可以自由流动，不受限制。 自由锻可分为： 手工锻造：用于生产小锻件 机器锻造：所用设备有空气锤（生产小件）； 蒸气－空气锤（中）；水压机（大件）。 自由锻设备根据锻造类型的不同可分为两种： 锻锤自由锻: 依靠冲击力使金属变形，只能锻造中小锻件。 液压机自由锻： 依靠静压力使金属变形，可加工大型锻件。其中水压 机可产生很大作用力，是重型机械厂锻造生产的主要设备。
+3
一.锻件图的制订
二.坯料的重量和尺寸
1.坯料的重量 G坯= G锻+ G烧+ G料头+ G芯料 G烧=(2~3)% G锻 (烧损率可查表) 圆形料头: G料头=(1.65~1.8)D3 (kg) (D锻件端部直径) 矩形料头: G料头=(2.2~2.36) B2 H (kg) (B、H锻件端部的宽与高) G芯料=(1.18~1.57) d2 H (kg)（实心冲子直径和冲孔坯
脱碳： 钢在高温加热时,表层中的碳和炉气中的氧化气体 发生反应,碳发生氧化，从而使表层含碳量下降的 现象. （碳在钢中以Fe3C的形式存在） Fe3C+H2O=3Fe+CO+H2 Fe3C+ CO2=3Fe+ CO Fe3 C+O2=3Fe+ CO2 Fe3C+ H2=3Fe+C H4 脱碳会使钢表面变软,强度和耐磨性降低.
⒉变形速度的影响 ＊变形速度u =dε/dt ε—变形程度
塑性↓.变形抗力↑
＊变形速度u
热能↑→塑性↑，变形抗力↓
⒊应力状态影响 三向应力中，压力应力数目愈多，则塑性越好。
§1.2 锻前加热与锻后冷却
一.锻造前加热目的及方法 目的: 提高金属塑性,降低变形抗力.易于锻造 成形并获得好的锻后组织. 按加热热源不同可分为: 1.火焰加热,燃料来源方便,炉子修造简单,加热费 用低适应范围广.用于各种大．中．小型坯料的加热。 劳动条件差，加热速度慢，加热质量难于控制。 2.电加热 感应加热．接触加热．电阻炉加 热．盐浴加热。加热质量好，主要用在模锻上。
二.蒸气－空气锤 三.自由锻造水压机 水压机与锻锤相比具有 以下特点: (1)水压机工作时没有振动,可 改善工人的劳动条件. (2)水压机的静压力在锻件上的 时间比锻锤的冲击力的作用时间长, 可使锻件达到较大的锻透深度,获得 整个截面细粒组织的锻件. (3)在水压机上锻造,变形速度慢 金属的再结晶进行的较完全,有利于 提高塑性,降低变形抗力,高合金钢在 水压机上锻造效果较好.
锻件图是制定锻造工艺过程和锻件检验的依据。 绘制时主要考虑以下几个因素： 1. 余块 对键槽、齿槽、退刀槽以及小孔、盲孔、台 阶等难以用自由锻方法锻出的结构，必须暂时添 加一部分金属以简化锻件的形状。为了简化锻件 形状以便于进行自由锻造而增加的这一部分金属。 2. 余量 在零件的加工表面上增加供切削加工用的余 量，称之为锻件余量。 3. 锻件公差 锻件公差是锻件名义尺寸的允许变动量， 其值的大小与锻件形状、尺寸有关，并受生产具 体情况的影响。
料高度
2.坯料尺寸的确定 (1)用镦粗法锻造 为避免产生弯曲,应满足:
1.25≤H/D≤2.5 H=(1.25~2.5)D V坯= G坯/ρ
对于圆坯料,坯 料直径D可按右式计算:
D (0.8 ~ 1.0)3 V坯
L (0.5 ~ 0.90)3 V坯
对于方坯料,边长L可按右式计算:
初步确定的坯料直径(或边长)应按国家钢材规格来标准化. 然后,求得坯料高度: V坯 H A坯
1.锻件在冷却过程中产生内应力（锻件表层和心 部冷却不一致而产生应力）；如果锻件在冷却时发生 相变，也会由于相变前后组织比容发生变化而产生相 变应力； 如果各种应力叠加没有造成锻件破坏，冷却终了便保 留下来称为锻件残余应力.应在机械加工之前进行热处 理,以免在机械加工时或后变形. 2.冷却方式 空气中冷却．坑内冷却 炉中冷却。
• 锻造 （一般锻件复杂程 度不如铸件，但内 部组织和力学性能 却远优越于铸件。） • 冲压：利用冲床上 的冲模使板料产生 分离或变形的加工 方法，通常在冷态 下进行，又称冷冲 压
第一章 锻造§1.1 金属的可锻性
●金属的可锻性：材料经受压力加工时获得优质制品难 易程度的工艺性能。 ●可锻性的衡量：塑性（断面收缩率ψ，伸长率δ）， 变形抗力。塑性好，变形抗力小则可锻性好。 可锻性取决于：金属本质和加工条件。
不合理
合理
说明
加强筋与表面凸台等结
构不能用自由锻方法获 得,应避免这种设计
对于椭圆形或工字形截
面、弧线及曲线形表面, 也应避免
横截面有急剧变化或形
状复杂的零件,应分成几
个易锻造的简单部分,再 用焊接或机械连接 组合