锻件的锻后冷却

锻后的冷却的重要性并不亚于锻前加热和锻造变形过程，有时钢料采用正常的加热规范和适当的锻造，虽然可以保证获得高质量的锻件，但是，如果锻后冷却方法选择不当，锻件还有可能产生裂纹甚至报废，这在实际生产中时有发生，因此应予重视。

1. 定义

锻后冷却就是指结束锻a造后从终锻温度冷却到室温的过程。

2. 锻后冷却常见缺陷产生的原因和防止措施

常见缺陷有：裂纹、白点、网状碳化物等。

2.1 裂纹

冷却裂纹是由于冷却过程中产生的内应力引起的。由于锻件冷却后期温度低塑性差，因此其冷却内应力较加热时的内应力的危险性更大。按冷却时内应力产生的原因不同有：温度应力、组织应力和残余应力。

2.1.1 温度应力

温度应力是锻件冷却过程中内外温度不同造成冷缩不均而产生的。

冷却初期，锻件表面温度较心部低，表面的收缩受到心部的阻碍，在表面产生拉应力，而心部产生与其平衡的压应力。随着冷却的继续进行将发生下列两种变化。

a.如锻件材料为抗力小易变形的软钢，可以产生微量变形，松驰冷却初期表面产生拉应力，并逐渐减小至零。到了冷却后期，表面温度已接近常温，基本不再收缩，而心部温度尚高继续收缩，此时，心部的收缩受到表面的阻碍，结果导致温度应力方向的改变，即表面由拉应力变为压应力，而心部由压应力变为拉应力。

b.若锻件材料为抗力大难变形的硬钢，在冷却初期表面产生的拉应力得不到松驰，到了冷却后期，虽然心部收缩对表面产生附加压应力，但这只能使冷却初期表面产生的拉应力有一定的降低，而不会使温度应力方向发生改变，即表面仍为拉应力，心部仍为压应力。第一种情况出现内裂的倾向性较大，而第二种情况则往往出现外裂。

2.1.2 组织应力

锻件在冷却过程如的相变发生，由于锻件在冷却过程中表面与心部相变不同时而产生的应力。

2.1.3 残余应力

加热后的钢料在锻造过程中，由于变形不均或加工硬化所引起的内应力，如未能及时得到再结晶软化将其消除，便会在冷却终了时保留下来构成残余应力。

锻件在冷却过程中总的内应力为上述三种应力的叠加。当总的内变力超过材料某处的强度极限时，便会在锻件相应的部位产生裂纹。

一般情况下，锻件尺寸越大，导热系数越小，冷速越快，温度应力和组织应力就越大。如果迭加后的内应力没有造成破坏，冷却终了便保留下来，构成锻件的残余应力。

2.2 白点

白点是由于氢的富集和组织应力共同作用的结果。

白点多发生在珠光体类和马氏体类合金钢中，碳素钢程度较轻，奥氏体和铁素体类钢极少发现白点，莱氏体合金钢也未发现白点。

白点在钢的纵向断口上呈圆形或椭圆形的银白色斑点。而在横向上呈细小的裂纹。合金钢中的白点色泽光亮，碳素钢较暗。

2.3 网状碳化物

过共析钢的轴承钢终锻温度高并在锻后缓冷时，特别是在 Arm～Ar1 区间缓冷，将由奥氏体中大量析出二闪碳化物，这时碳原子由于具有较大的活动能力和足够的时间扩散到晶界，于是沿着奥氏体晶界形成网状碳化物。

3. 锻件的冷却方法

空冷、坑冷（沙冷、箱冷）、炉冷和水冷。