在非調(diào)質(zhì)鋼利用中頻鍛造加熱爐進(jìn)行鍛造加熱后,鍛后冷卻速度對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌性具有明顯的影響,并決定了零件最終的工藝和使用性能。通常微合金非調(diào)質(zhì)鋼的強(qiáng)度和硬度隨鍛后冷卻速度的增加而提高。其主要原因是由于隨著鍛后冷卻速度增加,鋼組織中珠光體數(shù)量增加以及珠光體片間距的減小。
非調(diào)質(zhì)鋼鍛后冷卻速度,特別是在800℃~500℃之間的冷卻速度,將明顯影響鋼的晶粒大小、鐵素體和珠光體的數(shù)量和形態(tài),珠光體的片間距和珠光體中滲碳體片的厚度,以及鋼中微合金碳、氮化物的數(shù)量和顆粒的大小,從而影響非調(diào)質(zhì)鋼的力學(xué)性能。一般情況下,非調(diào)質(zhì)鋼鍛件在500℃以下才能堆放冷卻.
非調(diào)質(zhì)鋼鍛后冷卻速度提高,其強(qiáng)度和硬度提高,而塑性和韌性則按冷卻速度的不同有三種情況:塑性和韌性提高、變化不大和降低。鍛后冷卻速度對(duì)F40MnV和F45V鋼強(qiáng)度和硬度、塑性和韌性的影響分別表示在下圖的左右兩個(gè)曲線圖中。由圖可見:
(1)對(duì)于F40MnV鋼,隨著冷卻速度的提高,F(xiàn)40MnV鋼強(qiáng)度和硬度提高。而塑性略有下降,韌性則較明顯地下降,特別是冷卻速度大于65℃/min時(shí),隨著冷卻速度的提高,韌性下降較多。
(2)對(duì)于F45V鋼,隨著冷卻速度的提高,F(xiàn)45V鋼強(qiáng)度和硬度提高。其韌性的變化不是很大,旦存在一個(gè)韌性較低的冷卻速度(65℃/min),高于此速度加速冷卻,如冷卻速度提高郅90℃/min時(shí),將提高F45V鋼的韌性。
通常鍛后冷卻速度不宜超過150℃/min,以防止影響韌性和切削性能的貝氏體組織的形成。
綜合以上影響非調(diào)質(zhì)鋼力學(xué)性能因素可知,對(duì)于不同非調(diào)質(zhì)鋼,可以根據(jù)其化學(xué)成分,并通過改變中頻鍛造即熱爐對(duì)鋼件的鍛造加熱溫度、終鍛溫度、形變量和鍛后冷卻速度,調(diào)整鋼的力學(xué)性能。而鍛后冷卻速度的調(diào)整必須與其他工藝參數(shù)配合才能得到較佳的效果。