金属材料的热变形加工及其组织和性能变化

美光

       金属材料的热变形加工及其组织和性能变化
    由于金属在高温下强度降低，塑性增高，所以在高
温下对金属进行变形加工就容易得多。因此，在生产实践中
有冷、热变形加工之分。从金属学观点来说，在再结晶温度
以上，不造成加工硬化的塑性变形过程，叫热变形。反之则
属于冷变形。
    热变形加工虽然不使金属产生硬化，但也将使金属的组
织和性能发生显著的变化。在一般情况下，正常的热变形对
金属材料的组织与性能的改善，主要反应在如下几个方面:
    1.改善铸造组织
    热变形加工可使金属材料铸造状态的组织缺陷得到明显
的改善。如铸造气泡可被热变形加工所焊合，铸造疏松得到
改善，使金属材料的致密性大为提高。铸造的粗大柱状晶通
过变形再结晶可转变为较细的等轴晶组织。某些合金中的大
块初生碳化物被打碎，使其均匀分布等。这些组织的改善，
使金属材料的性能获得显著的提高。
  2，细化晶粒
    正常的热变形加工，一般可以使金属材料的晶粒细化。
但是，能否达到细化晶粒的目的，主要取决于变形量和终锻
(轧)温度。若变形量小，终锻温度又很高，晶粒就会变得粗
大。尤其当金属处于粗大晶粒的铸造状态时，只有在足够大
的变形量的情况下，才能使其晶粒细化。终锻温度过低，又
将造成加工硬化及残余应力。因此，正确的制定热变形加工
规范，是获得良好组织和性能的先决条件。

在热变形加工过程中，可明显改善金属材料内部夹杂物
形状及其分布状况，并可使其细化。尤其是对金属制件纤维
流线的改善，对其性能的提高，有着明显的影响。以曲轴为
例，未经锻造的切制曲轴，其纤维流线极不理想，其性能无
疑是低劣的。然而，锻造曲轴由于纤维流线的改善，使用性

能获得很大的提高。较典型锻造曲轴的纤维流线，如图1-21
所示