金属流线检查方法

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1.金属流线的定义：

1.1.金属流线又叫——锻造流线。是热模锻件在型腔中流动情况的

一种检查方法，如果流线是不正常的、乱流、回流、窝流等未按设计者的要求进行流动，就属于不正常。

2.金属流线查看前准备：

1.1 “使用1：1盐酸水溶液加热到60~80度之间煮15分钟分钟”

是热酸蚀，还可以用冷酸蚀的办法硝酸1份，盐酸3份或硫酸铜100g，盐酸和水各500ml；

1.2.想取得明显的金属流线主要在锻造过程中取得，让金属沿着一个方向变形就是了，跟锻造温度，含碳量，杂质量的关系不大．不过锻造温度，含碳量，杂质量对产品的最终产品性能影响较大； 1.3.看锻造零件的金属流线，把零件切开后进行腐蚀，然后看纹路是否有金属流线了；没有相应的国家标准，因为流线与锻件的外形有关，只要和外形一致就好了。模锻件检查金属的流线，一般用热酸洗；

金属的流线是金属在变形加工中较软的杂质被拉长形成的线，可已经热酸洗后观察。

流线是金属中的低熔点成分和带状组织偏析在轧制或挤压时伸展而形成的。同时，铸锭的晶粒在轧制过程中也被拉长成条状。经过再结晶加热过程能使长条形晶粒恢复成等轴晶粒，但是由于低熔点成分和

带状组织伸长所形成的条纹分布仍然存在。在钢材的纵向截面上经抛光和酸浸后，用肉眼可以看到这种条纹状的线条。这种宏观组织称为纤维组织，又称为流线。

不能认为合理分布的流线是一种缺陷。因为几乎所有经过轧制、挤压或锻造的金属型材、制件中都存在着流线。但是应认识到由于这种流线的分布，会引起在性能上各向异性反映。试验也表明：在钢中顺纤维方向切取的试样机械性能要比横纤维方向试样的高。因此，控制流线的合理分布；了解应力与流线分布及机械性能间的关系是至为重要的。

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.塑性成形金属在加热时组织和性能的变化

3.1.加热时的组织和性能变化

要消除形变强化而产生的残余应力，必须对冷态下的塑性变形金

属加热，因为金属塑性变形后晶体的晶格畸变，处于不稳定状态，它虽有自发地恢复到原来稳定状态的趋势，但在室温下，原子活动能量小，不可能自行恢复到未变形前的稳定状态。当加热后，原子活动能力增加，就能恢复到原来的稳定状态，消除晶格畸变和降低残余应力。随着加热温度的升高，再结晶过程可分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。

再结晶温度可用经验关系式表示如下： T再（k）＝0.4T熔 (k)

式中 T再为最低的再结晶温度，T熔为金属熔点的温度。

（1）回复 当加热温度低于T再时，晶格中的原子只能作短距离扩散，使空位与间隙原子合并，空位与位错发生交互作用而消失，使晶格畸变减轻，残余应力显著下降。但变形金属的显微组织无明显变化，仍保持流线，其力学性能变化也不大

（2）再结晶 当加热温度超过T再时，在变形晶粒的晶界、滑移带、孪晶带等晶格严重畸变的区域，形成新的晶核（再结晶核心），晶核向周围长大形成新的等轴晶粒，已经变形的晶粒逐渐消失，直到金属内部的变形晶粒全部为新的等轴晶粒所取代，这个过程称为再结晶。

再结晶后形成的是无晶格畸变的、位错密度很低的、新的等轴晶粒。再结晶消除了变形的晶粒，消除了形变强化的残余应力，金属又恢复到塑性变形以前的力学性能。需要指出的是，再结晶只是改变了晶粒的形状，消除了因变形而产生的某些晶体缺陷，再结晶没有改变晶格的类型，再结晶不是相变过程。

再结晶过程需要一定的时间。加热温度越高，所需时间越少，再结晶速度越快。为了消除形变强化所进行的热处理称为再结晶退火。再结晶退火的温度应比再结晶温度高 150~250oC。

（3）晶粒长大 对冷塑性变形金属进行再结晶退火后，一般都得到细小均匀的等轴晶粒。如温度继续升高，或延长保温时间，则再结晶后的晶粒又会长大而形成粗大晶粒，从而使金属的强度、硬度和塑性降低。所以要正确选择再结晶温度和加热时间的长短。

3. 2.金属的冷成形、热成形及温成形

（1）冷成形 即坯料在回复温度以下进行的塑性成形过程，变

形过程中会出现形变强化。冷成形有利于提高金属的强度和表面质量，但变形程度不宜过大，以免产生裂纹。冷成形在生产中的应用如冷轧、冷锻、冷冲压、冷拔等，常用于制造半成品或成品。 （2）热成形 即金属在再结晶温度以上进行的塑性成形过程，变形过程中既有加工硬化又有再结晶，且硬化被再结晶完全消除，获得综合力学性能良好的再结晶组织。若加热温度过高或保温时间过长，晶粒还会聚合长大，使力学性能降低，称为二次再结晶，在生产中应予避免。低碳钢热轧前后组织的变化情况如图4.1.8所示。热成形变形力小，变形程度大，在生产中应用更广泛，如热轧前后组织的变化情况如图4.1.8所示。热成形变形力小，变形程度大，在生产中应用更广泛，如热轧、热锻、热冲压、热拔等，常用于毛坯或半成品的制造。

（3）温成形 即金属在高于回复温度和低于再结晶温度范围内进行的塑性成形过程，变形过程中有形变强化和回复现象，但无再结晶，

硬化只得到部分消除。温成形较之冷成形可降低变形力且利于提高金属塑性，较之热成形可降低能耗且减少加热缺陷，适用于强度较高、塑性较差的金属，在生产中的应用如温锻、温挤压、温拉拔等，用于尺寸较大、材料强度较高的零件或半成品制造。

简而言之，金属在再结晶温度以下进行的塑性变形称为冷态塑性变形，在再结晶温度以上进行的塑性变形称为热态塑性变形，在锻压生产中，进行冷塑性变形又称冷加工，进行热塑性变形又称热加工。显然，冷、热加工不是以一个固定的温度界限来区分的，而是随材料不同而变化。例如，钨的最低再结晶温度约为1200℃，所以钨即使在稍低于1200℃的高温下塑性变形仍属于冷加工；而锡的最低再结晶温度约为-7℃，所以锡即使在室温下塑性变形也属于热加工。

3.锻造比与锻造流线

（1）锻造比 即锻造时变形程度的一种表示方法，通常用变形

前后的截面比、长度比或高度比来表示。例如： 拔长时：y=A0/A=L/L0 镦粗时：y= A0/A=H0/H

式中y棗锻造比；A0、A棗毛坯变形前后截面积；L0、L棗毛坯变形前、后的长度；H0、H棗毛坯变形前、后的高度。

在锻造过程中，在一定的范围内随着锻造比的增加，金属的力学性能显著提高，这是由于组织致密程度和晶粒细化程度提高所致。结构钢钢锭的锻造比一般为2～4，各类钢坯和轧材的锻造比一般为1.1~1.3。

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