鋼材在塑性加工過(guò)程中除了獲得所需的最終形狀和尺寸外，同時(shí)根據(jù)使用的要求控制其內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)的演變以獲得所期望的優(yōu)良性能的工藝過(guò)程。鋼材的性能主要取決于鋼的內(nèi)在組織結(jié)構(gòu)，而組織結(jié)構(gòu)又取決于鋼的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝。根據(jù)用途不同，對(duì)鋼材性能的要求也各異，能在加工過(guò)程中控制的幾種有代表性的性能是：強(qiáng)韌性能(見(jiàn)強(qiáng)韌性控制)，電磁性能，沖壓性能，拉拔性能，熱強(qiáng)性能和疲勞性能。
一、拉拔性能的控制
拉拔是壓力加工技術(shù)領(lǐng)域中一種重要的生產(chǎn)方法，用得最多的是將熱軋盤條(線材)拉拔(一般冷拉，還有溫拔)成鋼絲(見(jiàn)金屬絲拉拔)。在鋼的成分和冶煉質(zhì)量已定的條件下，為了改善鋼的拉拔性能，關(guān)鍵是對(duì)拉絲原料(盤條)的性能在熱加工生產(chǎn)過(guò)程中加以控制。好的拉拔性能表現(xiàn)在線材(分低碳、中碳、高碳以及合金鋼等)的金相組織上，根據(jù)鋼的成分通常要求：晶粒細(xì)小、均勻；珠光體球團(tuán)化和片層薄(≤0.3pm)，最好索氏體化(片層間距約0.1gm)；晶間沒(méi)有網(wǎng)狀碳化物。這樣的線材拉拔時(shí)不易斷裂，斷面減縮率高，中間軟化退火次數(shù)減少。為此，線材軋后成卷時(shí)，在高溫終軋后(約1000℃)快速水冷(如300℃/s)，冷到相變區(qū)(如500～700℃)，然后空冷成卷。如此控制這不僅能改善鋼的顯微組織，而且使卷的中心圈和外圈的溫度均勻，氧化鐵皮也減少，經(jīng)酸洗后表面光滑，這均能提高鋼的拉拔性能。
中國(guó)一些線材廠，對(duì)φ6.5mm的65鋼硬線軋后采用湍流管冷卻器穿水冷卻，由于晶粒度提高1～2級(jí)，截面外層珠光體呈索氏體化，特別是通條組織均勻，表面氧化鐵皮減少8.5～10kg/t，拉拔性能大為提高，可234由φ6.5mm一次生拉至φ3.2～φ2.46mm，并可節(jié)能和減少生產(chǎn)工序。
二、熱強(qiáng)性能的控制
高溫合金、耐熱鋼等熱強(qiáng)金屬材料是現(xiàn)代航天航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及原子能、石油化工等各方面不可缺少的金屬材料。熱強(qiáng)性能是熱強(qiáng)金屬材料的重要指標(biāo)。它包括高溫蠕變極限、高溫持久極限、高溫疲勞極限以及在高溫下的屈服極限和強(qiáng)度極限等。因此要求材料在不同高溫和復(fù)雜受力條件下具有特殊抵抗塑性變形和斷裂的能力(見(jiàn)高溫合金塑性加工)。一般在高溫和應(yīng)力作用下，由于有蠕變現(xiàn)象產(chǎn)生，晶界結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度的影響不同于在常溫下，其表現(xiàn)行為是：(1)隨溫度升高，原子或空位以較大的速度進(jìn)行擴(kuò)散，使晶界變成薄弱地帶；(2)晶粒沿晶界產(chǎn)生粘滯流動(dòng)，隨變形速率的降低，蠕變加速。因此在高溫和一定的變形速率時(shí)粗晶材料比細(xì)晶材料由于單位體積的晶界面積小，所以容易產(chǎn)生斷裂的機(jī)遇少，因而有更大的高溫強(qiáng)度。但是粗晶材料的塑性低，抗疲勞能力差，又因晶界少，夾雜較集中，抗氧化和腐蝕能力相對(duì)減弱?？傊?，根據(jù)具體工作條件和合金成分，應(yīng)使熱強(qiáng)金屬材料在加工過(guò)程中獲得適宜的晶粒級(jí)別。熱強(qiáng)金屬有再結(jié)晶溫度高、再結(jié)晶速度低以及硬化傾向大的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)決定了軋制時(shí)終軋溫度應(yīng)較高(950～1000℃)，否則，再結(jié)晶不完善，晶粒大小不均和產(chǎn)生帶狀，并導(dǎo)致強(qiáng)化相析出，出現(xiàn)明顯的多相組織，熱強(qiáng)性能將惡化。另外，軋制時(shí)應(yīng)有大的變形程度，避開(kāi)小的引起個(gè)別晶粒長(zhǎng)大的臨界變形量以及固溶處理時(shí)嚴(yán)禁使用導(dǎo)致部分晶粒開(kāi)始迅速長(zhǎng)大的臨界溫度。
三、疲勞性能的控制
疲勞的種類和影響疲勞性能的因素很多。塑性加工過(guò)程中通過(guò)對(duì)組織的控制從而達(dá)到提高鋼材耐疲勞性能的典型鋼種即軸承鋼。滾動(dòng)軸承鋼用來(lái)制造各類滾動(dòng)軸承套圈和滾動(dòng)體。軸承工作轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它們承受很高的交變應(yīng)力，因此除了要求有高的耐磨性和抗壓強(qiáng)度外，還必須具備高的抗接觸疲勞性能。由加工控制軸承鋼疲勞性能表現(xiàn)在鋼的組織結(jié)構(gòu)上，主要是盡可能抑制滲碳體在晶界析出，而使其球化。為此在熱加工過(guò)程中，軸承鋼錠一般要求1250℃左右高溫加熱，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散退火，以改善碳化物偏析。但對(duì)鋼坯加熱溫度不宜過(guò)高、時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，并控制爐內(nèi)氣氛，以免嚴(yán)重脫碳。熱軋時(shí)變形量宜大，終軋溫度控制在950℃以上，不宜過(guò)低，一則利用完全再結(jié)晶而細(xì)化奧氏體晶粒，另外避免低溫變形，防止網(wǎng)狀碳化物沿晶界析出。軋后必須快冷，以10℃/s左右的速度冷到550℃左右為止。這不僅能抑制網(wǎng)狀碳化物，而且可獲得索氏體組織，由此可使后部退火工序的球化時(shí)間比普通退火時(shí)間縮短1/3～1/4，并能提高軸承壽命1.5倍以上。
——本文摘自《鋼鐵百科》
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