锻造工艺对锻造车轮性能和热处理的影响

        金属的机械性能决定于它的组织状态。内部缺陷较多的大型钢锭通过锻造获得致密的锻造组织，这是锻造车轮经过热处理达到良好的综合使用性能的基础。

        锻造工艺将铸态组织变成锻造组织的主要过程如下：

        1.破碎粗大的一次树枝状晶粒而使之细化；

        2.使气孔、缩孔和疏松锻合而使组织致密化；

        3.使偏析、夹杂物等不均匀组织分散而均匀化。

        这几点也就是锻造工艺的所谓机械冶金的主要作用。

        这种组织的变化主要是通过高温下的拔长和镦粗操作来实现的。但是拔长和镦粗改善锻造车轮组织和提高机械性能的同时，还使锻造车轮产生各向异性。各向异性是锻造变形过程中形成锻造纤维的结果，是衡量锻造车轮质量的一个极为重要的指标。很多锻造车轮出现降格使用，往往是横向性能不合格所致。一般说来，要求纵向机械性能较高的锻造车轮，采用拔长工序；要求横向机械性能较高的锻造车轮，则采用镦粗工序。纵向和横向性能同时要求较高的锻造车轮，则采用拔长和镦粗的组合工序。可以用不同的拔长锻比和镦粗比来调整锻造车轮的机械性能。例如：发电机和汽轮机转子锻件，纵向和横向性能都要求较高，所以不能采取过大的拔长银比，或者如国内外多数工厂那样采用拔长和镦粗的组合工艺，以达到最大的锻透程度，又防止横向性能降低太大。

        经过一系列研究说明,化学成分对锻造车轮的各向异性影响不大，碳钢、锰钢、镍铬钼钢在相同锻造条件下，出现各向异性的程度基本相同。当锻比相同时，钢锭的大小对各向异性没有明显的影响。

        曾经对不同拔长锻比和中间镦粗对锻造车轮机械性能的影响作过不少试验。同时，也证实锻比相同时，钢锭重量对异向性的影响不大。但是钢锭越大，由于组织不均匀性越大，内部显微缺陷越多，所以为了保证达到最大的锻透程度，即达到最好的纵向和横向性能所需的锻比越大，即对5吨锭来说，锻比2.5即可，而30吨则要求锻比大于3了。

        实际上，锻造车轮锻造时内部组织的变化是比较复杂的。因为无论是拔长还是镦粗，锻造车轮截面各处的变形程度不是均匀的。同时，尽管加热保温时间较长，锻造车轮各部位的温度仍然很难均匀一致。温度不同，钢的可塑性也就不同，因此锻造时各部位的变形程度也随之各异。这种变形程度的不均匀，使各部位的组织致密程度和缺陷锻合程度也不均匀。所以锻造工艺对机械性能的影响是比较复杂的。必须根据锻造车轮的具体情况和具体的锻造工艺进行分析，而前面所提到的一些原则和一般规律可以作为分析的参考。