鍛件變形的分布規律

         采用物理模擬方法系統地研究了餅塊類、筒體類、軸類鍛件內部的變形分布規律。實驗發現，在變形過程中，由于邊界摩擦的作用，大變形區與剛性區之間無明顯的過渡區，在2區之間形成了劇烈的剪切變形帶；隨著變形的增大，變形區經較大變形后，材料內部的受力情況將發生變化。變形繼續增大時，則表現為剪切帶開始移動并引起剛性區逐層進入塑性狀態。在上述條件下，加之夾雜物和粗大晶界的存在，裂紋非常容易在夾雜物和晶界處產生。如鐓粗過程中，在與砧面接觸的剛性區和中間部分的大變形區之間的剪切帶中變形非常劇烈，當變形達到某一特定值時，原剛性區開始發生變形致使載荷急劇增大，此時經常引起缺陷擴展。在模塊、筒體、軸類鍛件變形過程中也存在類似現象。

       采用云紋法研究了夾雜、空洞等缺陷處的微觀變形分布情況，證明了缺陷的形貌直接影響著應力集中程度，剪切變形和缺陷局部應力的綜合作用致使缺陷之間金屬基體斷裂，微小夾雜通過裂紋相連，然后夾雜擠入裂紋，直至形成更大的夾雜性裂紋是引起探傷超標的重要原因之一。用此可以圓滿地解釋餅塊類鍛件中心夾陷層缺陷形成的原因，并為消除此類缺陷奠定了理論基礎。

       夾雜物形貌和晶界狀況直接影響著大型鍛件的使用性能，不合理的缺陷分布極有可能成為使用過程中大型鍛件突然失效的重大隱患。雖然目前檢驗標準還無法對其進行科學評判，但在鍛造過程中應充分利用變形特性保證缺陷的合理分布。研究變形分布規律可以有效地解決空洞壓實問題，為變形控制晶粒度乃至生產復合性能鍛件提供工藝參數。

       在鍛造過程中，大型鍛件內部存在的夾雜物和粗大的晶界是引起材料損傷的原因。研究夾雜物的變形行為及其對金屬基體變形的影響表明，在800℃～1200℃溫度范圍內，隨著溫度的升高，裂紋產生存在著3種形式：

       1.夾雜處基體形成空洞，空洞長大直至匯合；

       2.夾雜與基體脫開形成空洞，然后沿界面擴展到基體直至斷裂；

       3.裂紋萌生于晶界，沿晶界擴展至斷裂。