锻造(forging)是金属压力加工的一种方法，是将金属加热到高温，借锻锤的打击或压力机的压缩而是金属改变形状。用锻造方法可以得到成品制件，也可以得到供进一步 机械加工 的毛坯。锻造是机械零件压力加工的一种主要形式。在冶金工业中，除了在机修部门生产零件以外，主要用于塑性较差的合金钢钢锭的开坯和生产方钢、圆钢、扁钢。通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。锻造按成形方法可分为：①自由锻：利用冲击力或压力使金属在上下两个抵铁（砧块）间产生变形以获得所需锻件，主要有手工锻造和机械锻造两种。自由锻的特点是，金属在高度上受到压缩而在水平方向上可以自由延伸和展宽。自由锻适于小批生产形状简单的大件锻件。②模锻：模锻又分为开式模锻和闭式模锻．金属坯料在具有一定形状的锻模膛内受压变形而获得锻件，又可分为冷镦、辊锻、径向锻造和挤压等等。模煅适于生产形状复杂的锻件，并可以大批量生产。
锻造按变形温度又可分为热锻（锻造温度高于坯料金属的再结晶温度）、温锻（锻造温度低于金属的再结晶温度）和冷锻（常温）。钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线，高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。
锻造工艺不当产生的缺陷通常有以下几种1.大晶粒大晶粒通常是由于始锻温度过高和变形程度不足、或终锻温度过高、或变形程度落人临界变形区引起的。铝合金变形程度过大，形成织构；高温合金变形温度过低，形成混合变形组织时也可能引起粗大晶粒，晶粒粗大将使锻件的塑性和韧性降低，疲劳性能明显下降。2.晶粒不均匀晶粒不均匀是指锻件某些部位的晶粒特别粗大，某些部位却较小。产生晶粒不均匀的主要原因是坯料各处的变形不均匀使晶粒破碎程度不一，或局部区域的变形程度落人临界变形区，或高温合金局部加工硬化，或淬火加热时局部晶粒粗大。耐热钢及高温合金对晶粒不均匀特别敏感。晶粒不均匀将使锻件的持久性能、疲劳性能明显下降。3.冷硬现象变形时由于温度偏低或变形速度太快，以及锻后冷却过快，均可能使再结晶引起的软化跟不上变形引起的强化（硬化），从而使热锻后锻件内部仍部分保留冷变形组织。这种组织的存在提高了锻件的强度和硬度，但降低了塑性和韧性。严重的冷硬现象可能引起锻裂。4.裂纹裂纹通常是锻造时存在较大的拉应力、切应力或附加拉应力引起的。裂纹发生的部位通常是在坯料应力最大、厚度最薄的部位。如果坯料表面和内部有微裂纹、或坯料内存在组织缺陷，或热加工温度不当使材料塑性降低，或变形速度过快、变形程度过大，超过材料允许的塑性指针等，则在撤粗、拔长、冲孔、扩孔、弯曲和挤压等工序中都可能产生裂纹。
9.穿流穿流是流线分布不当的一种形式。在穿流区，原先成一定角度分布的流线汇合在一起形成穿流，并可能使穿流区内、外的晶粒大小相差较为悬殊。穿流产生的原因与折叠相似，是由两股金属或一股金属带着另一股金属汇流而形成的，但穿流部分的金属仍是一整体，穿流使锻件的力学性能降低，尤其当穿流带两侧晶粒相差较悬殊时，性能降低较明显。10.锻件流线分布不顺锻件流线分布不顺是指在锻件低倍上发生流线切断、回流、涡流等流线紊乱现象。如果模具设计不当或锻造方法选择不合理，预制毛坯流线紊乱；工人操作不当及模具磨损而使金属产生不均匀流动，都可以使锻件流线分布不顺。流线不顺会使各种力学性能降低，因此对于重要锻件，都有流线分布的要求。11.铸造组织残留铸造组织残留主要出现在用铸锭作坯料的锻件中。铸态组织主要残留在锻件的困难变形区。锻造比不够和锻造方法不当是铸造组织残留产生的主要原因。铸造组织残留会使锻件的性能下降，尤其是冲击韧度和疲劳性能。12.碳化物偏析级别不符要求碳化物偏析级别不符要求主要出现于莱氏体工模具钢中。主要是锻件中的碳化物分布不均匀，呈大块状集中分布或呈网状分布。造成这种缺陷的主要原因是原材料碳化物偏析级别差，加之改锻时锻比不够或锻造方法不当，具有这种缺陷的锻件，热处理淬火时容易局部过热和淬裂，制成的刃具和模具使用时易崩刃。
学习了,锻造工艺不当影响产品的品质和性能,马虎不得
太有帮助了，我们现在做的锻件就经常有开裂，还没有找到原因。
热处理工序如果没有好的锻造工艺作保障是很难搞好的,学习了
热处理与锻造是密不可分的
我想要合金钢的锻造工艺温度不知谁有
其实锻造时的有些缺陷后面步骤是可以修复的
大型锻件锻造拔长新工艺
随着钢铁、能源、石油化工所需锻件重量、尺寸的增大，钢锭的重量不断增加，防止或减少钢锭内部的冶金缺陷变得更加困难。另一方面由于钢锭重量尺寸的增大，水压机吨位在相对减小，锻件的质量标准又在不断提高。用传统的镦粗、拔长变形工艺来打碎钢锭内部的铸造组织、修复内部的冶金缺陷已不能满足锻件的质量要求。拔长、镦粗是大型锻件锻造中应用最广泛的两个工步，拔长与镦粗相比，由于坯料变形部分的体积小，变形量大，缺陷区域应力高；因而拔长是打碎铸造组织，修复冶金缺陷的主要工步。下面介绍一种大型锻件锻造拔长新工艺：凹面砧拔长新工艺。
锻造变形过程中，由于摩擦和温度梯度的影响，在工具和锻坯接触区域的附近总是或大或小地存在一个难变形区。难变形区的大小与形状对锻件内部的变形分布和应力状态有重要的影响，因而影响着锻件的质量。拔长时，在砧子与锻坯的接触区域附近存在难变形区，它的压下方向与轴线垂直，由于钢锭的冶金缺陷沿轴线附近存在，拔长工步中，应在沿轴线附近的区域形成大的变形量和良好的应力状态，有利于钢锭的冶金缺陷的修复。锻坯与砧子的接触区域存在难变形区正好符合拔长工步的这一变形特点要求，从变形的角度分析，当锻坯与砧子的接触区域存在难变形区时，则心部区域变形量必然大；从应力的角度分析，拔长工步中，由于存在刚端约束，当心部金属流动速度大时，为保持变形体的连续性，上下两难变形区必然通过刚端阻碍轴线附近处金属的流动，从而在心部造成较大的轴向压应力。因此，在锻坯与砧子的接触区域存在难变形区对修复钢锭的冶金缺陷是有利的，且难变形区越大，效果越明显。根据以上分析，将砧子的底平面改为中间略有凹度的曲面，能增大砧底处的难变形区。这种砧子底面为凹曲面的拔长工艺，称为凹面砧拔长。研究证明，凹面砧拔长在疏松压实、空洞体积闭合方面都好于普通砧拔长。与现有其他特殊锻造方法相比，凹面砧拔长有应用方便、适用范围广的优点。
凸缘叉锻造工艺改进
1 问题的提出
公司在前一段时间接到了生产一种凸缘又锻件的任务。经对图纸分析后发现，该产品和以前的凸缘叉不太一样，底部有一球形面和一个通槽，均为非加工面，原卧式锻造工艺已不能锻出，为此进行了凸缘叉锻造工艺改进。
2 锻造工艺分析
图1 凸缘叉锻件图
该锻件形状复杂；工艺分为制坯、预锻、终锻多工位锻造。根据计算，该锻件所需设备吨位能力为2350-2670t。因此，选择了公司目前适合的热模锻压机生产。该锻件为异形件，它两侧耳部壁厚只有20 m，但在高度方向上却有120mm。由于它底面有球状面以及其他形面（非加工面），采用以前凸缘叉卧锻工艺不能锻出，所以确立该锻件采用立锻工艺。但立锻工艺两耳侧部分是高筋壁薄形状，在锻造生产过程中两耳不容易充满，锻件脱模困难.给生产带来不便。经研究，在设计时只有将锻件分模面往上抬高，使上模耳部型槽相对缩短，才利于两耳充满。另外，适当加大其两耳外侧面的拔模斜度以利于锻件脱模（内侧面为非加工面斜度不能加大）。因锻件上模与锻件的接触面多，耳部有的地方由于产品结构拔模斜度只有1°。而锻件与下模的接触面相对较少，下模的拔模斜度一般在5。以上，因此锻件在生产过程中肯定会粘上模，而上模又没有顶出机构，不能将锻件顶出。曾试想过把两耳型槽设计在下模的工艺方案，但考虑到下模的充满性没有上模好，且下模耳部型槽深，氧化皮不容易清除干净，因此否决了这一工艺方案。而下模有顶出装置，但锻件不粘下模，如何让锻件粘下模呢7为此，在下模两耳的外侧平面上加了沟槽，也就是让锻件在此处形成负的拔模斜度。如沟槽太深则影响锻件外观质量，而且容易损坏模具.太浅则起不到作用，这样迫使锻件粘下模，然后利用顶料装置顶出工件。在制坯和预锻工艺方案中，制坯本着尽量简单有效、节约成本的原则，设计在400kg空气锤上自由锻制坯，如图2。
3 具设计
模具装配图如图3。在选择锻件分模面时，在原图的基础上有意把分模面抬高；为尽量缩短耳部与盘部分模面之间的落差，又把盘子的分模面离中心往上提高。为确保充满两耳，采取了以下措施。
（1）设计预锻模时，采取了开式与闭式相结合的方法。在盘部采取了闭式，不让金属向盘子流动，迫使金属流向耳部；将耳部设计成开式，是考虑到锻压机设备不能全封闭，以保证设备的安全。
（2）在预锻模设计时，将耳部总高尺寸增加了，以保证终锻时有多余金属充满型腔。
（3）在预锻和终锻模上，在耳部都采用了楔形飞边，增大了金属流向飞边的阻力，有利于金属充满耳部。
（4）在预锻模开挡处把圆角加大，有利于金属流向耳部。
（5）在预锻模和终锻模的耳部都设计有排气孔，有利于金属充满耳部。
（6）为避免终锻时在耳根部产生金属折叠，在设计预锻模时，将耳根音15圆角力口大。
由于模具设计合理，终于锻出了合格的锻件。该模具现已经投入了批量生产。
利用 锻压机械 对金属坯料施加压力，使其产生 塑性变形 以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。锻造和 冲压 同属塑性加工性质，统称 锻压 。锻造是机械制造中常用的成形方法。通过锻造能消除金属的铸态疏松，焊合孔洞，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。分类 锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工，热锻是在高于坯料金属的再结晶温度下加工。有时还将处于加热状态，但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。这种划分在生产中并不完全统一。钢的再结晶温度约为460℃，但普遍采用800℃作为划分线,高于800℃的是热锻；在300～800℃之间称为温锻或半热锻。锻造按成形方法则可分为 自由锻 、 模锻 、 冷镦 、 径向锻造 、 挤压 、 成形轧制 、 辊锻 、 辗扩 等。坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻，也称开式锻造。其他锻造方法的坯料变形都受到 模具 的限制，称为闭模式锻造。成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动，对坯料进行逐点、渐近的加压和成形，故又称为旋转锻造。锻造材料 锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢，其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。①棒料：中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好，形状和尺寸准确，表面质量好，便于组织批量生产。只要合理控制加热温度和变形条件，不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。②铸锭：仅用于大型锻件。铸锭是铸态组织，有较大的柱状晶和疏松的中心。因此必须通过大的塑性变形将柱状晶破碎为细晶粒，将疏松压实，才能获得优良的金属组织和机械性能。③金属粉末：经压制和烧结成的粉末冶金预制坯在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。锻件粉末接近于一般模锻件7.8克／厘米3 的密度，具有良好的机械性能，并且精度高，可减少后续的切削加工。粉末锻件内部组织均匀，没有偏析，可用于制造小型齿轮等工件。但粉末的价格远高于一般棒材的价格，在生产中的应用受到一定限制。④液态金属：对浇注在模膛的液态金属施加静压力，使其在压力作用下凝固、结晶、流动、塑性变形和成形，可获得所需形状和性能的模锻件。液态金属模锻是介于压铸和模锻间的成形方法，特别适用于一般模锻难于成形的复杂薄壁件。工艺流程 不同的锻造方法有不同的流程，其中以热模锻的工艺流程最长(见图)：①锻坯下料。②锻坯加热。③辊锻备坯。④模锻成形。⑤切边，切去模锻多余金属形成的飞边，通常在机械压力机上用切边模切去飞边。⑥中间检验，检验锻件的尺寸和表面缺陷。⑦锻件热处理，最常用的是 正火 ，用以消除锻造应力，降低硬度，细化晶粒，改善金属切削性能。⑧清理,主要是去除表面氧化皮，常用的方法有喷砂,喷铁丸,也有用酸洗的。⑨矫正,减少锻件的弯挠、歪曲等，通常用落锤、螺旋压力机或 液压机 对放在矫正模膛内的锻件加压矫正。⑩检查，一般锻件要经过外观和硬度检查，重要锻件还要经过化学成分分析、机械性能、残余应力等检验和无损探伤。
锻锤 - 正文
利用锤头等重物自由落下或强迫运动的动能打击坯料，使之产生 塑性变形 的 锻压机械 。锻锤的运动遵循打击能量公式，式中
E为打击能量，m为锻锤落下部分的质量,v为打击速度。锻锤落下部分的质量越大，打击能量也越大。锻锤的规格分落锤和击锤两种表示法：落锤用落下部分的质量（千克）表示；击锤用打击能量（千焦）表示。落下部分包括锤头、锤杆和活塞等，一般锻锤的打击速度为6～9米／秒。锻锤主要用于金属坯料在热态下的 自由锻 和 模锻 。它的优点是:结构简单;锤头的提升高度和打击轻重容易控制，操作灵活；适用性强，工作速度高。但锻锤的工作条件差，能量利用率低，工作时冲击大，震动和噪声大，需要有沉重的砧座，对厂房和地基的要求高。锻锤大体可分为落锤、 蒸汽-空气锤、空气锤、对击锤、液压锤和高能率锤。落锤 把锤头提升到一定高度，靠其自重落下进行打击的锻锤。落锤按不同的提升构件又可分为夹板锤、皮带锤、链条锤等。落锤打击能量小、工作效率低，已经很少应用。蒸汽-空气锤 将压力为 600～900千帕的蒸汽或压缩空气通过操纵阀送入气缸，从而驱动锤头上下运动的锻锤。它具有较大的打击能量。蒸汽和压缩空气一般由动力站集中供给。蒸汽-空气锻锤可分为自由锻锤（图1）和模锻锤。
蒸汽-空气自由锻锤为了获得大的操作空间,一般把砧座与机身分开。砧座质量一般为落下部分的10～15倍。工作时有强烈的震动和噪声。蒸汽 -空气自由锻锤的落下部分质量一般为1～5吨,小于1吨的可用相应的空气锤，大于5吨的可用 水压机 。这种锻锤可锻的最大锻件约为5吨。蒸汽-空气模锻锤的机身在砧座上,两者连成一个框架，有较好的结构刚性，锤头的导轨较长，可进行较精确的模锻。砧座质量很大，一般为落下部分的20～25倍，借以减少工作时的振动。落下部分质量一般为 1～16吨，可以模锻约250千克的工件。空气锤 电动机通过曲轴带动压缩活塞，产生压缩空气驱动工作活塞和锤头上下运动的锻锤（图2）。空气锤结构简单，操作方便，应用普遍。空气锤的落下部分质量一般为40～1000千克，主要用于小件的自由锻。液压锤 用高压液体或用经液体蓄能的气体来驱动上锤头的模锻锤（图3）, 出现于20世纪50年代。它有固定砧座和微动砧座两种型式。与传统的蒸汽 -空气模锻锤相比，液压锤的优点是：能量利用率较高；自带驱动装置，投资少；振动小；劳动条件较好。缺点是设备较复杂，操作不如蒸汽-空气锤方便灵活,液压锤的规格一般为25～400千焦。对击锤 利用上、下锤头同时相向运动实现对击的锻锤。最初的对击锤上、下锤头的质量、行程和运动速度相等。后来为了便于操作,改用质量较大的下锤头,且下锤头只作微小的移动,因是悬空对击,传到基础上的振动较小。世界上最大规格的对击锤为1250千焦。对击锤没有砧座，所以又称无砧座锤。上锤头通过杠杆、钢带、高压液体等使下锤头与之联动，也有上、下锤头分别单独驱动的。此外，还有高速锤、内燃锤等新型锻锤，打击速度高达9～20米／秒。
自由锻 - 正文
在锻锤或水压机上，利用几何形状简单的锤头或砧块的上下运动施力，将热锭或热坯在高度方向压缩，水平方向能自由伸长和展宽，进行各种 锻压加工 ，以获得所要求的形状和尺寸的锻件的工艺。自由锻适合于单件小批量生产，灵活性较大，但生产率不高，机械化水平也低。在机械厂用于生产各种锻件；在特殊钢厂用于一些高合金钢的 开坯锻造 。自由锻的基本工序有镦粗、延伸、错开、冲孔、切割、弯曲、扭转和锻焊等。①镦粗。变形时减少锭或坯的长度，增大其横截面，可生产叶轮、齿轮和圆盘等锻件。②延伸。减小坯的横截面，增加其长度，如生产轴、锻坯等。③错开。使坯料的一部分对另一部分作相对的位移，互相错开，轴心线仍相互平行，多用于曲轴的生产。④冲孔。在坯料上冲全通孔或半通孔。⑤切割。将坯料切成几部分，如切去钢锭的冒口和底部的余料。⑥弯曲。按工件要求把坯料各部分沿轴线弯曲成各种角度。⑦扭转。使坯料的一部分对另一部分绕同一轴线转一定角度，多用于生产拐曲轴。⑧锻焊。将两块坯料锻接成一整块。
锻压加工 - 正文
利用锻压设备上的锤头、砧块或模具对金属件施力产生塑性形变，制成形状、尺寸和性能都合乎要求的锻件，这种工艺叫作锻压加工。中国金属锻压技术的历史非常悠久，早在公元前11世纪已有锻的记载（见 金属塑性加工 ）。锻压加工根据加工时的金属坯料温度，分为冷锻、温锻和热锻。碳钢的冷锻是在室温下进行加工，温锻时锻件温度为300～800℃,热锻时锻件温度为800～1250℃。锻压加工根据锻件的尺寸和形状以及采用的模具结构和锻压设备，分为 自由锻 、 模锻 、 板材冲压 和 高能率成形 等。(见彩图）
开坯锻造 - 正文
将金属锭 锻压加工 成具有一定规格和性能的坯料的生产过程，多数采用 自由锻 。冶金工厂锻坯主要有两种：一种锻坯是作为冶金工厂的产品供给机械工业等部门的，如轴和炮筒等;另一种锻坯是作为进一步加工用坯料,如高速钢开坯等。开坯锻造可以加工变形抗力大、塑性差、导热性低、热加工的温度范围窄，难于或无法轧制的 合金钢 、高合金钢、有色金属及其合金。此外还具有多品种、小批量、生产安排灵活等优点。合金钢钢锭内存在着偏析及其他铸态组织，锻造加工可以根据原料的种类和尺寸不同，选用合适的锻压规范和锻造比，使钢锭内的空洞焊合和组织致密；采用不定向的变形，有助于消除偏析等缺陷。例如高速钢钢锭中有莱氏体共晶的铸态组织，这种组织硬而脆，经合理的锻压加工，可以将莱氏体中的碳化物逐步破碎而均匀分布，改善了力学性能。开坯锻造时，加热温度不宜过高，以免晶界氧化和碳化物偏聚，导致局部熔化而开裂。终锻温度不能过低，以免产生锻造裂纹。
塑性变形 - 正文
材料在外力作用下产生而在外力去除后不能恢复的那部分变形。材料在外力作用下产生 应力 和 应变 （即变形）。当应力未超过材料的弹性极限时，产生的变形在外力去除后全部消除，材料恢复原状，这种变形是可逆的弹性变形。当应力超过材料的弹性极限，则产生的变形在外力去除后不能全部恢复，而残留一部分变形，材料不能恢复到原来的形状，这种残留的变形是不可逆的塑性变形。在 锻压 、轧制、拔制等加工过程中，产生的弹性变形比塑性变形要小得多，通常忽略不计。这类利用塑性变形而使材料成形的加工方法，统称为塑性加工。机理固态金属是由大量晶粒组成的多晶体，晶粒内的原子按照体心立方、面心立方或紧密六方等方式排列成有规则的空间结构。由于多种原因，晶粒内的原子结构会存在各种缺陷。原子排列的线性参差称为位错。由于位错的存在,晶体在受力后原子容易沿位错线运动,降低晶体的变形抗力。通过位错运动的传递，原子的排列发生滑移和孪晶（图1）。滑移是一部分晶粒沿原子排列最紧密的平面和方向滑动，很多原子平面的滑移形成滑移带，很多滑移带集合起来就成为可见的变形。孪晶是晶粒一部分相对于一定的晶面沿一定方向相对移动，这个晶面称为孪晶面。原子移动的距离和孪晶面的距离成正比。两个孪晶面之间的原子排列方向改变，形成孪晶带。滑移和孪晶是低温时晶粒内塑性变形的两种基本方式。
多晶体的晶粒边界是相邻晶粒原子结构的过渡区。晶粒越细，单位体积中的晶界面积越大，有利于晶间的移动和转动。某些金属在特定的细晶结构条件下，通过晶粒边界变形可以发生高达 300～3000％的延伸率而不破裂。对金属组织和性能的影响金属在室温下的塑性变形，对金属的组织和性能影响很大，常会出现加工硬化、内应力和各向异性等现象。加工硬化 塑性变形引起位错增殖，位错密度增加，不同方向的位错发生交割，位错的运动受到阻碍，使金属产生 加工硬化 。加工硬化能提高金属的硬度、强度和变形抗力，同时降低塑性，使以后的冷态变形困难。内应力 塑性变形在金属体内的分布是不均匀的，所以外力去除后，各部分的弹性恢复也不会完全一样，这就使金属体内各部分之间产生相互平衡的内应力，即 残余应力 。残余应力降低零件的尺寸稳定性，增大应力腐蚀的倾向。各向异性 金属经冷态塑性变形后，晶粒内部出现滑移带或孪晶带。各晶粒还沿变形方向伸长和扭曲。当变形量很大(如70％或更大)而且是沿着一个方向时，晶粒内原子排列的位向趋向一致，同时金属内部存在的夹杂物也被沿变形方向拉长形成纤维组织，使金属产生各向异性。沿变形方向的强度、塑性和韧性都比横向的高。当金属在热态下变形，由于发生了再结晶，晶粒的取向会不同程度地偏离变形方向，但夹杂物拉长形成的纤维方向不变，金属仍有各向异性。再结晶和回复经过冷变形的金属，如加热到一定温度并保持一定的时间，原子的激活能增加到足够的活动力时，便会出现新的晶核，并成长为新的晶粒，这种现象称为再结晶。经过再结晶处理后，冷变形引起的晶粒畸变以及由此引起的加工硬化、残余应力等都会完全消除。再结晶温度 通常以经一小时保温完成再结晶的温度为金属的再结晶温度。各种金属的再结晶温度，按绝对温度(K)计大约相当于该金属熔点的40～50％。低碳钢的再结晶温度约460℃。当变形程度较小时,在再结晶过程中，尤其是当温度偏高时，再结晶的晶粒特别粗大。因此如要晶粒细小，金属材料在再结晶处理前会有较大的变形量。再结晶温度对金属材料的塑性加工非常重要。在再结晶温度以上进行的塑性加工和变形称为热加工和热变形；在再结晶温度以下进行的塑性加工和变形称为冷加工和冷变形。热变形时，金属材料在变形过程中不断地发生再结晶，不引起加工硬化，假如缓慢地冷却，也不出现内应力。回复 冷变形后的金属，当加热到稍低于再结晶温度时，通过原子的扩散会减少晶体的缺陷，降低晶体的畸变能，从而减小内应力；但是不出现新的晶粒，金属仍保留加工硬化和各向异性，这就是金属的回复。这样的热处理称为去应力退火。
变形量和塑性塑性变形变形量的大小，常依变形方式的不同用不同的指标来表示。有的用坯料变形前后截面积的变化表示,有的用某一方向长度的变化表示,扭转时用转角的大小表示。镦粗和压缩的变形量在工程上常用压缩率表示。如坯料原始高
H0,镦粗后高H1（图2），则压下量△HH0－H1，压缩率为
金属在锻压过程中所能承受的变形量有一定的限值。金属能承受较大的变形量而不破裂的性能称为塑性。金属的塑性可由实验测定(见 锻造性能试验 )。金属塑性的好坏与化学成分、内部组织结构、变形温度和速度、变形方式等因素有关。纯金属和合金元素低的金属（如铝、紫铜、低碳钢等）塑性好，高合金和含杂质多的金属塑性差。一般金属在低温时塑性差，高温时塑性好。金属的塑性还与变形方式有关，例如在 自由锻 镦粗时，坯料的周围向外凸出，材料受拉应力，金属的塑性低，容易开裂。 挤压 时，坯料三向受压，金属的塑性高。在很小的变形下就开裂的金属称为脆性材料，如 铸铁 。脆性材料通常不宜锻压加工。变形力在锻压过程中，坯料内部一般处于三向应力状态。开始塑性变形的应力不是由某一方向的应力单独确定的。用 1、2、3代表坯料内任意一点单元体上三个相互垂直方向的主应力(图3)，实验表明，如要这个单元体发生塑性变形，则三个主应力所引起的弹性畸变能应达到一定值。它的数学表达式为
式中
Y为金属的变形抗力，由抗拉试验或抗压试验测定。上式表示金属坯料内任意一点开始塑性变形时三个方向主应力所应达到的条件，称为屈服准则。在锻压过程中，坯料内某些面上各点都会发生塑性变形，这时所加的外力称为变形力。
影响变形力
P的主要因素有4个，即
式中
Y为金属的静载变形抗力,它与化学成分、温度、变形过程等有关。低碳钢的变形抗力低，高合金钢的变形抗力高；低温时变形抗力高，高温时变形抗力低；室温下的退火金属在开始锻压时变形抗力低，经过变形产生加工硬化后变形抗力增高。A为锻件加力方向的横截面积。1为应变速率系数。在慢速的液压机上锻压时,1=1～1.5；在应变速率高的锻锤上锻压时,1埍3。2为多余功系数，它与变形方式有关，例如自由锻时坏料侧表面不受约束,2=1～2.5；模锻和挤压时，金属的流动受模膛约束，2=2.5～6。另外,模膛表面的粗糙度和润滑状况也有影响，锻模表面光洁且有良好的润滑时2较小；模具表面粗糙且没有润滑时，2较大
模锻 - 正文
在模锻锤或压力机上用锻模将金属坯料 锻压加工 成形的工艺。模锻工艺生产效率高，劳动强度低，尺寸精确，加工余量小，并可锻制形状复杂的锻件；适用于批量生产。但模具成本高，需有专用的模锻设备，不适合于单件或小批量生产。
附图为模锻用的锻模，由上下两个模块组成,模膛4是锻模的工作部分，上下模各一半。用燕尾和楔1、2固定在锤砧和工作台上；并以锁扣3或导柱导向,防止上下模块错位。金属坯料按模膛的形状变形。模锻的工序为制坯、预锻和终锻。终锻模的模膛是按锻件的尺寸、形状，并加上余量和偏差确定的。模锻一般分开口模锻和闭口模锻两种：开口模锻的模膛周围有毛边槽5，成形后多余的金属流入槽内,最后将毛边切除；闭口模锻只在端部有很小的毛边,如果坯料精确,也可以不出毛边。
机械压力机 - 正文
通过 曲柄滑块机构 将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对坯料进行成形加工的 锻压机械 。机械压力机动作平稳,工作可靠,广泛用于 冲压 、 挤压 、 模锻 和粉末冶金等工艺。机械压力机在数量上约占各类锻压机械总数的一半以上。机械压力机的规格用公称工作力（千牛）表示，它是以滑块运动到距行程的下止点约10～15毫米处（或从下止点算起曲柄转角
约为15°～30°时）为计算基点设计的最大工作力(图1)。
工作原理机械压力机工作时(图2), 由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作 飞轮 ）,经过齿轮副和 离合器 带动曲柄滑块机构,使滑块和凸模直线下行。锻压工作完成后滑块回程上行,离合器自动脱开，同时曲柄轴上的自动器接通，使滑块停止在上止点附近。每个曲柄滑块机构称为一个“点”。最简单的机械压力机采用单点式，即只有一个曲柄滑块机构。有的大工作面机械压力机，为使滑块底面受力均匀和运动平稳而采用双点或四点的。机械压力机的 载荷 是冲击性的，即在一个工作周期内锻压工作的时间很短。短时的最大功率比平均功率大十几倍以上，因此在传动系统中都设置有飞轮。按平均功率选用的电动机启动后，飞轮运转至额定转速，积蓄动能。凸模接触坯料开始锻压工作后，电动机的驱动功率小于载荷，转速降低，飞轮释放出积蓄的动能进行补偿。锻压工作完成后，飞轮再次加速积蓄动能，以备下次使用。机械压力机上的 离合器 与 制动器 之间设有机械或电气连锁,以保证离合器接合前制动器一定松开,制动器制动前离合器一定脱开。机械压力机的操作分为连续、单次行程和寸动（微动），大多数是通过控制离合器和制动器来实现的。滑块的行程长度不变，但其底面与工作台面之间的距离（称为封密高度），可以通过螺杆调节。生产中，有可能发生超过压力机公称工作力的现象。为保证设备安全，常在压力机上装设过载保护装置。为了保证操作者人身安全，压力机上面装有光电式或双手操作式人身保护装置。结构类型机械压力机一般按机身结构型式和应用特点来区分。按机身结构型式分 有开式和闭式两类。① 开式压力机：也称冲床，应用最为广泛。开式压力机多为立式（图3）。机身呈C形，前、左、右三面敞开,结构简单、操作方便、机身可倾斜某一角度,以便冲好的工件滑下落入料斗,易于实现自动化。但开式机身刚性较差，影响制件精度和模具寿命，仅适用于40～4000千牛的中小型压力机。
② 闭式压力机：机身呈框架形（图4），机身前后敞开，刚性好，精度高，工作台面的尺寸较大，适用于压制大型零件，公称工作力多为1600～60000千牛。冷挤压、热模锻和双动拉深等重型压力机都使用闭式机身。按应用特点分 有双动拉深压力机、多工位自动压力机、回转头压力机、热模锻压力机和冷挤压机。① 双动拉深压力机:它有内、外两个滑块,用于杯形件的拉深成形。 拉深 前外滑块首先压紧板料外缘，然后内滑块带动凸模拉深杯体，以防板坯外缘起皱。拉深完成后内滑块先回程，外滑块后松开。内外滑块公称工作力之比为（1.7～1）:1。② 多工位自动压力机：在一台压力机上设有多个工位，装置多道成形 模具 ，坯料依次自动向下一工位移动。在压力机的一次行程中，各工位同时进行各道成形工序，制成一个工件。③ 回转头压力机：在滑块与工作台之间设有可装置数十组模具的回转头，可按需要选用模具。坯料放在模具上而不再移动。每次行程完毕，回转头转动一个位置，完成一道工序。这种压力机定位精度高，便于调整产品，一机多用，多用于冲制仪器底板和面板等。回转头压力机可配上数控系统，根据编好的指令选用模具和板材成形部位，自动完成复杂的冲压工作。④ 热模锻压力机：用于模锻件生产。机身刚度大，导向面长,承受偏载能力强。过去多用曲柄连杆机构,为提高刚性多已改用双滑块式和楔式。双滑块式结构较简单，重量轻；楔式结构支承面积大，但传动效率低。模锻时滑块在下止点附近容易卡死（俗称闷车），所以设有脱出装置。机械中有上下顶出装置，能实现多模膛锻造,锻件精度较高，适于大批量生产。最大规格为160兆牛。⑤ 冷挤压机：用于冷、温态挤压金属零件，如枪弹壳、牙膏管等。冷挤压机一般是立式的，特点是刚度好，导向精度高，工作压力大，工作台面小，工作行程长。
液压机 - 正文
用液体作为工作介质传递压强以产生巨大工作力的 锻压机械 。液压机除用于 锻压 成形外，也可用于矫正、压装、打包、压块和压板等。液压机包括 水压机 和油压机。以水基液体为工作介质的称为水压机,以油为工作介质的称为油压机。液压机的规格一般用公称工作力（千牛）或公称吨位（吨）表示。锻造用液压机多是水压机，吨位较高。为减小设备尺寸，大型锻造水压机常用较高压强（35兆帕左右），有时也采用 100兆帕以上的超高压。其他用途的液压机一般采用 6～25兆帕的工作压强。油压机的吨位比水压机低。简史1795年，英国的J.布拉默应用帕斯卡原理发明了水压机,用于打包、榨植物油等。到19世纪中期,英国开始把水压机用于锻造，水压机遂逐渐取代了超大型蒸汽锻锤。到19世纪末，美国制成126000千牛自由锻造水压机。此后，全世界先后制造20余台10万千牛级的自由锻造水压机，其中中国制造的有2台（见彩图）。随着电动高压泵的出现和完善，锻造水压机也向较小吨位方向发展。20世纪50年代后出现了小型快速锻造水压机，可进行相当于30～50千牛锻锤所做的工作。40年代，德国制成180000千牛的巨型模锻水压机，此后全世界先后制成180000千牛以上的模锻水压机18台，其中中国制造的一台为300000千牛。
工作原理图1为液压机的工作原理。大、小柱塞的面积分别为
S2、S1，柱塞上的作用力分别为F2、F1。根据帕斯卡原理，液体压强各处相等，即
表示液压的增益作用，与 机械增益 一样，力增大了，但功不增益，因此大柱塞的运动距离是小柱塞运动距离的
S1/S2倍。
工作介质液压机所用的工作介质的作用不仅是传递压强，而且保证机器工作部件工作灵敏、可靠、寿命长和泄漏少。液压机对工作介质的基本要求是：①有适宜的流动性和低的可压缩性，以提高传动的效率；②能防锈蚀；③有好的润滑性能；④易于密封；⑤性能稳定，长期工作而不变质。液压机最初用水作为工作介质，以后改用在水中加入少量乳化油而成的乳化液，以增加润滑性和减少锈蚀。19世纪后期出现了以矿物油为工作介质的油压机。油有良好的润滑性、防腐蚀性和适度的粘性，有利于改善液压机的性能。20世纪下半叶出现了新型的水基乳化液，其乳化形态是“油包水”，而不是原来的“水包油”。“油包水”乳化液的外相为油，它的润滑性和防蚀性接近油，且含油量很少，不易燃烧。但水基乳化液价格较贵，限制了它的推广。驱动系统液压机的驱动系统主要有泵直接驱动和泵-蓄能器驱动两种型式（图2）。
泵直接驱动 这种驱动系统的泵向液压缸提供高压工作液体，配流阀用来改变供液方向，溢流阀用来调节系统的限定压强，同时起安全溢流作用。这种驱动系统环节少,结构简单,压强能按所需的工作力自动增减，减少了电能消耗，但须由液压机的最大工作力和最高工作速度来决定泵及其驱动电机的容量。这种型式的驱动系统多用于中小型液压机，也有用泵直接驱动的大型（如120000千牛）自由锻造水压机。泵－蓄能器驱动 在这种驱动系统中有一个或一组蓄能器。当泵所供给的高压工作液有余量时，由蓄能器储存；而当供给量不足于需要时，便由蓄能器补充供给。采用这种系统可以按高压工作液的平均用量选用泵和电动机的容量，但因为工作液的压强是恒定的，电能消耗量较大，并且系统的环节多，结构比较复杂。这种驱动系统多用于大型液压机，或者用一套驱动系统驱动数台液压机。结构型式按作用力的方向区分，液压机有立式和卧式两种。多数液压机为立式，挤压用液压机则多用卧式。按结构型式分，液压机有双柱、四柱、八柱、焊接框架和多层钢带缠绕框架等型式，中、小型立式液压机还有用C型架式的。C型架式液压机三面敞开，操作方便，但刚性差。冲压用的焊接框架式液压机刚性好，前后敞开，但左右封闭。在上传动的立式四柱自由锻造液压机中,油缸固定在上梁中,柱塞与活动横梁刚性连接，活动横梁由立柱导向，在工作液的压强作用下上下移动。横梁上有可以前后移动的工作台。在活动横梁下和工作台面上分别安装上砧和下砧。工作力由上、下横梁和立柱组成的框架承受。采用泵-蓄能器驱动的大、中型的自由锻水压机常采用三个工作缸，以得到三级工作力。工作缸外还设有向上施加力的平衡缸和回程缸。参考书目
锻压 - 正文
利用 锻压机械 的锤头、砧块、冲头或通过 模具 对坯料施加压力，使之产生 塑性变形 而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。锻压和冶金工业中的轧制、拔制等都属于塑性加工，或称压力加工，但锻压主要用以生产金属制件，而轧制、拔制等主要用以生产板材、带材、管材、型材和线材等通用性金属材料。锻压是 锻造 和 冲压 的合称。在锻造加工中，坯料整体发生明显的塑性变形，有较大量的塑性流动。在冲压加工中，坯料主要通过改变各部位面积的空间位置而成形，其内部不出现较大距离的塑性流动。锻压主要用以加工金属，也可用以加工某些非金属（如 工程塑料 、 橡胶 、 陶瓷 坯和砖坯）和 复合材料 的成形。简史人类在新石器时代末期已开始以锤击天然红铜来制造装饰品和小用品。中国约在公元前2000多年已应用冷锻工艺制造工具，如甘肃武威皇娘娘台齐家文化遗址出土的红铜器物就有明显的锤击痕迹。商代中期用陨铁制造武器，采用了加热锻造工艺。春秋后期出现了块炼熟铁，经过反复加热锻造以挤出氧化物夹杂并成形（见 中国古代锻造 ）。最初，人们靠抡锤进行锻造，后来出现通过人拉绳索和滑车来提起重锤再自由落下的方法锻打坯料。14世纪以后出现了畜力和水力落锤锻造。1842年，英国的 J.内史密斯 制成第一台蒸汽锤，使锻造进入应用动力的时代。以后陆续出现锻造 水压机 、电机驱动的夹板锤、空气锻锤和 机械压力机 ，到19世纪末已形成近代锻压机械的基本门类。夹板锤最早应用于美国内战(1861～1865)期间，用以模锻武器的零件，随后在欧洲出现了蒸汽模锻锤，模锻工艺逐渐推广。20世纪初期，随着 汽车 开始大量生产，热模锻迅速发展，成为锻造的主要工艺。20世纪中期，热模锻压力机、平锻机和无砧锻锤逐渐取代了普通锻锤，提高了生产率，减小了振动和噪声。随着 锻坯少无氧化加热 技术、高精度和高寿命模具、热挤压、成形轧制等新锻造工艺和 锻造操作机 、 机械手 以及自动锻造生产线的发展，锻造生产的效率和经济效果不断提高。冷锻的出现先于热锻。早期的红铜、金、银薄片和硬币都是冷锻的。冷锻在机械制造中的应用到20世纪方得到推广。冷镦、冷挤压、 径向锻造 、摆动辗压等相继发展，逐渐形成能生产不需 切削加工 的精密制件的高效锻造工艺。早期的冲压只利用铲、剪、冲头、手锤、砧座等简单工具，通过手工剪切、冲孔、铲凿、敲击使金属板材（主要是铜或铜合金板等）成形，从而制造锣、铙、钹等乐器和罐类器具。随着中、厚板材（铜和钢的）产量的增长和冲压液压机和机械压力机的发展，冲压加工也在19世纪中期开始机械化。1905年美国开始生产成卷的热连轧窄带钢，1926年开始生产宽带钢，以后又出现冷连轧带钢。同时，板、带材产量增加，质量提高，成本降低。结合 船舶 、铁路车辆、 锅炉 、容器、汽车、制罐等生产的发展，冲压已成为应用最广泛的成形工艺之一。分类锻压主要按成形方式和变形温度分类。按成形方式分类 锻压可分为锻造和冲压两大类。图1为几种锻压成形方式。
按变形温度分类 锻压按变形温度可分为热锻压、冷锻压、温锻压和等温锻压等。①热锻压：在金属再结晶温度（见 塑性变形 ）以上进行的锻压。提高温度能改善金属的塑性，使之不易开裂。高温度还能减小金属的变形抗力，降低所需锻压机械的吨位。高温变形有利于提高工件的内在质量。但热锻压工序多，工件精度差，表面不光洁，锻件容易产生氧化、脱碳和烧损。当金属(如铅、锡、锌、铜、铝等)有足够的塑性和变形量不大(如在大多数冲压加工中)时，或变形总量大而所用的锻压工艺(如挤压、径向锻造等)有利于金属的塑性变形时,常不采用热锻压,而改用冷锻压。为使一次加热完成尽量多的锻压工作量，热锻压的始锻温度与终锻温度间的温度区间应尽可能大。但始锻温度过高会引起金属晶粒生长过大而形成过热现象，会降低锻压件质量。温度接近金属熔点时则会发生晶间低熔点物质熔化和晶间氧化，形成过烧。过烧的坯料在锻压时往往碎裂。一般采用的热锻压温度为:碳素钢800～1250℃；合金 结构钢 850～1150℃； 高速钢 900～1100℃；常用的 铝合金 380～500℃； 钛合金 850～1000℃；黄铜700～900℃。②冷锻压：在低于金属再结晶温度下进行的锻压。通常冷锻压又专指在常温下的锻压，而将在高于常温、但又不超过再结晶温度下的锻压称为温锻压。在常温下冷锻压成形的工件,其形状和尺寸精度高，表面光洁,加工工序少，便于自动化生产。许多冷锻、冷冲压件可以直接用作 零件 或制品而不再需要切削加工。但冷锻时，因金属的塑性低，变形时易产生开裂，变形抗力大，需要大吨位的锻压机械。当加工工件大、厚，材料强度高、塑性低时（如特厚板的滚弯、高碳钢棒的拔长等），都采用热锻压。③温锻压：将金属预先加热，加热温度较热锻压低许多。温锻压的精度较高，表面较光洁而变形抗力不大。④等温锻压：在整个成形过程中坯料温度保持恒定值。等温锻压是为了充分利用某些金属在等一温度下所具有的高塑性，或是为了获得特定的组织和性能。等温锻压需要将模具和坯料一起保持恒温,所需费用较高,仅用于特殊的锻压工艺，如 超塑成形 。特点锻压的特点是：①改变金属组织，提高金属性能。铸锭经过热锻压后，原来的铸态疏松、孔隙、微裂等被压实或焊合；原来的枝状结晶被打碎，使晶粒变细；同时改变原来的碳化物偏析和不均匀分布，使组织均匀，从而获得内部密实、均匀、细微、综合性能好、使用可靠的锻件(图2)。锻件经热锻变形后,金属是纤维组织；经冷锻变形后,金属晶体呈有序性（图3）。
②金属塑性流动而制成所需形状的工件。金属受外力后按以下规律产生塑性流动：一是体积不变规律，除有意切除的部分外，其余金属只有相互位置的转移，总体积不变；二是最小阻力规律，金属总是向阻力最小的部分流动。生产中，常按照这些规律控制工件形状，实现镦粗拔长、扩孔、弯曲、拉深等变形。③工件尺寸精确、有利于组织批量生产。模锻、挤压、冲压等应用模具成形的尺寸精确、稳定。可采用高效锻压机械和自动锻压生产线，组织专业化大批量或大量生产。锻压生产锻压的生产过程包括成形前的 锻坯下料 、 锻坯加热 和预处理；成形后工件的热处理、清理、校正和检验。常用的 锻压机械 有 锻锤 、 液压机 和 机械压力机 。锻锤具有较大的冲击速度，利于金属塑性流动，但会产生震动。液压机用静力锻造，有利于锻透金属和改善组织，工作平稳，但生产率低。机械压力机行程固定，易于实现机械化和自动化。展望锻压工艺的发展趋势是：①提高锻压件的内在质量，主要是提高它们的机械性能（ 强度 、塑性、韧性、 疲劳 强度 ）和可靠度。这需要更好地应用金属塑性变形的理论；应用内在质量更好的材料，如真空处理钢和真空冶炼钢；正确进行锻前加热和锻造热处理；更严格和更广泛地对锻压件进行无损探伤(见 无损检测 )。②进一步发展精密锻造和精密冲压技术。 少无切削加工 是机械工业提高材料利用率、提高劳动生产率和降低能源消耗的最重要的措施和方向。 锻坯少无氧化加热 ，以及高硬、耐磨、长寿模具材料和表面处理方法的发展将有利于精密锻造、精密冲压的扩大应用。③研制生产率和自动化程度更高的锻压设备和锻压生产线。在专业化生产下，大幅度地提高劳动生产率和降低锻压成本。④发展柔性锻压成形系统(应用 成组技术 、快速换模等)，使多品种、小批量的锻压生产能利用高效率和高自动化的锻压设备或生产线，使其生产率和经济性接近于大批量生产的水平。⑤发展新型材料，如 粉末冶金材料 （特别是双层金属粉）、液态金属、纤维增强塑料和其他复合材料的锻压加工方法，发展 超塑成形 、 高能率成形 等技术。
锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷
锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品件的使用寿命，甚至危及安全。因此，为提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产全过程的质量控制。本章概要介绍三方面的问题：锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷；锻件质量检验的内容和方法；锻件质量分析的一般过程。
（一）锻造对金属组织和性能的影响 锻造生产中，除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括：强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等，对高温工作的零件，还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。锻造生产中，采用合理的工艺和工艺参数，可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能：1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合内部孔隙，提高材料的致密度；2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；3）控制晶粒的大小和均匀度；4）改善第二相（例如：莱氏体钢中的合金碳化物）的分布；5）使组织得到形变强化或形变——相变强化等。由于上述组织的改善，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高，然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。但是，如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理，则可能产生锻件缺陷，包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。
（二）原材料对锻件质量的影响 原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件，如原材料存在缺陷，将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。如原材料的化学元素超出规定的范围或杂质元素含量过高，对锻件的成形和质量都会带来较大的影响，例如：S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔点相，使锻件易出现热脆。为了获得本质细晶粒钢，钢中残余铝含量需控制在一定范围内，例如Al酸0．02％～0．04％（质量分数）。含量过少，起不到控制晶粒长大的作用，常易使锻件的本质晶粒度不合格；含铝量过多，压力加工时在形成纤维组织的条件下易形成木纹状断口、撕痕状断口等。又如，在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢中，Ti、Si、Al、Mo的含量越多，则铁素体相越多，锻造时愈易形成带状裂纹，并使零件带有磁性。如原材料内存在缩管残余、皮下起泡、严重碳化物偏析、粗大的非金属夹杂物（夹渣）等缺陷，锻造时易使锻件产生裂纹。原材料内的树枝状晶、严重疏松、非金属夹杂物、白点、氧化膜、偏析带及异金属混人等缺陷，易引起锻件性能下降。原材料的表面裂纹、折叠、结疤、粗晶环等易造成锻件的表面裂纹。
（三）锻造工艺过程对锻件质量的影响 锻造工艺过程一般由以下工序组成，即下料、加热、成形、锻后冷却、酸洗及锻后热处理。锻造过程中如果工艺不当将可能产生一系列的锻件缺陷。加热工艺包括装炉温度、加热温度、加热速度、保温时间、炉气成分等。如果加热不当，例如加热温度过高和加热时间过长，将会引起脱碳、过热、过烧等缺陷。对于断面尺寸大及导热性差、塑性低的坯料，若加热速度太快，保温时间太短，往往使温度分布不均匀，引起热应力，并使坯料发生开裂。锻造成形工艺包括变形方式、变形程度、变形温度、变形速度、应力状态、工模具的情兄和润滑条件等，如果成形工艺不当，将可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各种裂纹、折叠。寒流、涡流、铸态组织残留等。锻后冷却过程中，如果工艺不当可能引起冷却裂纹、白点、网状碳化物等。
（四）锻件组织对最终热处理后的组织和性能的影响 奥氏体和铁素体耐热不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金等在加热和冷却过程中，没有同素异构转变的材料，以及一些铜合金和钛合金等，在锻造过程中产生的组织缺陷用热处理的办法不能改善。在加热和冷却过程中有同素异构转变的材料，如结构钢和马氏体不锈钢等，由于锻造工艺不当引起的某些组织缺陷或原材料遗留的某些缺陷，对热处理后的锻件质量有很大影响。现举例说明如下：
锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷
1）有些锻件的组织缺陷，在锻后热处理时可以得到改善，锻件最终热处理后仍可获得满意的组织和性能。例如，在一般过热的结构钢锻件中的粗晶和魏氏组织，过共析钢和轴承钢由于冷却不当引起的轻微的网状碳化物等。
2）有些锻件的组织缺陷，用正常的热处理较难消除，需用高温正火、反复正火、低温分解、高温扩散退火等措施才能得到改善。例如，低倍粗晶、9Cr18不锈钢的孪晶碳化物等。
3）有些锻件的组织缺陷，用一般热处理工艺不能消除，结果使最终热处理后的锻件性能下降，甚至不合格。例如，严重的石状断口和棱面断口、过烧、不锈钢中的铁素体带、莱氏体高合金工具钢中的碳化物网和带等。
4）有些锻件的组织缺陷，在最终热处理时将会进一步发展，甚至引起开裂。例如，合金结构钢锻件中的粗晶组织，如果锻后热处理时未得到改善，在碳、氮共渗和淬火后常引起马氏体针粗大和性能不合格；高速钢中的粗大带状碳化物，淬火时常引起开裂。锻造过程中常见的缺陷及其产生原因在第二章中将具体介绍。应当指出，各种成形方法中的常见缺陷和各类材料锻件的主要缺陷都是有其规律的。不同成形方法，由于其受力情况不同，应力应变特点不一样，因而可能产生的主要缺陷也是不一样的。例如，坯料镦粗时的主要缺陷是侧表面产生纵向或45°方向的裂纹，锭料镦粗后上、下端常残留铸态组织等；矩形截面坯料拔长时的主要缺陷是表面的横向裂纹和角裂，内部的对角线裂纹和横向裂纹；开式模锻时的主要缺陷则是充不满、折叠和错移等。各主要成形工序中常见的缺陷将在第四章中详细介绍。不同种类的材料，由于其成分、组织不同，在加热、锻造和冷却过程中，其组织变化和力学行为也不同，因而锻造工艺不当时，可能产生的缺陷也有其特殊性。例如，莱氏体高合金工具钢锻件的缺陷主要是碳化物颗粒粗大、分布不均匀和裂纹，高温合金锻件的缺陷主要是粗晶和裂纹；奥氏体不锈钢锻件的缺陷主要是晶间贫铬，抗晶间腐蚀能力下降，铁素体带状组织和裂纹等；铝合金锻件的缺陷主要是粗晶、折叠、涡流、穿流等。
锻件的缺陷包括表面缺陷和内部缺陷。有的锻件缺陷会影响后续工序的加工质量，有的则严重影响锻件的性能，降低所制成品件的使用寿命，甚至危及安全。因此，为提高锻件质量，避免锻件缺陷的产生，应采取相应的工艺对策，同时还应加强生产全过程的质量控制。本章概要介绍三方面的问题：锻造对金属组织、性能的影响与锻件缺陷；锻件质量检验的内容和方法；锻件质量分析的一般过程。（一）锻造对金属组织和性能的影响锻造生产中，除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外，还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求，其中主要包括：强度指针、塑性指针、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度和抗应力腐蚀性能等，对高温工作的零件，还有高温瞬时拉伸性能、持久性能、抗蠕变性能和热疲劳性能等。锻造用的原材料是铸锭、轧材、挤材和锻坯。而轧材、挤材和锻坯分别是铸锭经轧制、挤压及锻造加工后形成的半成品。锻造生产中，采用合理的工艺和工艺参数，可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能：1）打碎柱状晶，改善宏观偏析，把铸态组织变为锻态组织，并在合适的温度和应力条件下，焊合内部孔隙，提高材料的致密度；2）铸锭经过锻造形成纤维组织，进一步通过轧制、挤压、模锻，使锻件得到合理的纤维方向分布；3）控制晶粒的大小和均匀度；4）改善第二相（例如：莱氏体钢中的合金碳化物）的分布；5）使组织得到形变强化或形变——相变强化等。由于上述组织的改善，使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高，然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。但是，如果原材料的质量不良或所采用的锻造工艺不合理，则可能产生锻件缺陷，包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等。（二）原材料对锻件质量的影响原材料的良好质量是保证锻件质量的先决条件，如原材料存在缺陷，将影响锻件的成形过程及锻件的最终质量。如原材料的化学元素超出规定的范围或杂质元素含量过高，对锻件的成形和质量都会带来较大的影响，例如：S、B、Cu、Sn等元素易形成低熔点相，使锻件易出现热脆。为了获得本质细晶粒钢，钢中残余铝含量需控制在一定范围内，例如Al酸0．02％～0．04％（质量分数）。含量过少，起不到控制晶粒长大的作用，常易使锻件的本质晶粒度不合格；含铝量过多，压力加工时在形成纤维组织的条件下易形成木纹状断口、撕痕状断口等。又如，在1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢中，Ti、Si、Al、Mo的含量越多，则铁素体相越多，锻造时愈易形成带状裂纹，并使零件带有磁性。如原材料内存在缩管残余、皮下起泡、严重碳化物偏析、粗大的非金属夹杂物（夹渣）等缺陷，锻造时易使锻件产生裂纹。原材料内的树枝状晶、严重疏松、非金属夹杂物、白点、氧化膜、偏析带及异金属混人等缺陷，易引起锻件性能下降。原材料的表面裂纹、折叠、结疤、粗晶环等易造成锻件的表面裂纹。（三）锻造工艺过程对锻件质量的影响锻造工艺过程一般由以下工序组成，即下料、加热、成形、锻后冷却、酸洗及锻后热处理。锻造过程中如果工艺不当将可能产生一系列的锻件缺陷。加热工艺包括装炉温度、加热温度、加热速度、保温时间、炉气成分等。如果加热不当，例如加热温度过高和加热时间过长，将会引起脱碳、过热、过烧等缺陷。对于断面尺寸大及导热性差、塑性低的坯料，若加热速度太快，保温时间太短，往往使温度分布不均匀，引起热应力，并使坯料发生开裂。锻造成形工艺包括变形方式、变形程度、变形温度、变形速度、应力状态、工模具的情兄和润滑条件等，如果成形工艺不当，将可能引起粗大晶粒、晶粒不均、各种裂纹、折叠。寒流、涡流、铸态组织残留等。锻后冷却过程中，如果工艺不当可能引起冷却裂纹、白点、网状碳化物等。（四）锻件组织对最终热处理后的组织和性能的影响奥氏体和铁素体耐热不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金等在加热和冷却过程中，没有同素异构转变的材料，以及一些铜合金和钛合金等，在锻造过程中产生的组织缺陷用热处理的办法不能改善。在加热和冷却过程中有同素异构转变的材料，如结构钢和马氏体不锈钢等，由于锻造工艺不当引起的某些组织缺陷或原材料遗留的某些缺陷，对热处理后的锻件质量有很大影响。现举例说明如下：1）有些锻件的组织缺陷，在锻后热处理时可以得到改善，锻件最终热处理后仍可获得满意的组织和性能。例如，在一般过热的结构钢锻件中的粗晶和魏氏组织，过共析钢和轴承钢由于冷却不当引起的轻微的网状碳化物等。2）有些锻件的组织缺陷，用正常的热处理较难消除，需用高温正火、反复正火、低温分解、高温扩散退火等措施才能得到改善。例如，低倍粗晶、9Cr18不锈钢的孪晶碳化物等。3）有些锻件的组织缺陷，用一般热处理工艺不能消除，结果使最终热处理后的锻件性能下降，甚至不合格。例如，严重的石状断口和棱面断口、过烧、不锈钢中的铁素体带、莱氏体高合金工具钢中的碳化物网和带等。4）有些锻件的组织缺陷，在最终热处理时将会进一步发展，甚至引起开裂。例如，合金结构钢锻件中的粗晶组织，如果锻后热处理时未得到改善，在碳、氮共渗和淬火后常引起马氏体针粗大和性能不合格；高速钢中的粗大带状碳化物，淬火时常引起开裂。锻造过程中常见的缺陷及其产生原因在锻造过中常见的缺陷中将具体介绍。应当指出，各种成形方法中的常见缺陷和各类材料锻件的主要缺陷都是有其规律的。不同成形方法，由于其受力情况不同，应力应变特点不一样，因而可能产生的主要缺陷也是不一样的。例如，坯料镦粗时的主要缺陷是侧表面产生纵向或45°方向的裂纹，锭料镦粗后上、下端常残留铸态组织等；矩形截面坯料拔长时的主要缺陷是表面的横向裂纹和角裂，内部的对角线裂纹和横向裂纹；开式模锻时的主要缺陷则是充不满、折叠和错移等。各主要成形工序中常见的缺陷将在各主要成形工序中常见的缺陷与对策中详细介绍。不同种类的材料，由于其成分、组织不同，在加热、锻造和冷却过程中，其组织变化和力学行为也不同，因而锻造工艺不当时，可能产生的缺陷也有其特殊性。例如，莱氏体高合金工具钢锻件的缺陷主要是碳化物颗粒粗大、分布不均匀和裂纹，高温合金锻件的缺陷主要是粗晶和裂纹；奥氏体不锈钢锻件的缺陷主要是晶间贫铬，抗晶间腐蚀能力下降，铁素体带状组织和裂纹等；铝合金锻件的缺陷主要是粗晶、折叠、涡流、穿流等。各类材料锻件常见的缺陷将在各类金属材料锻件常见的缺陷与对策中详细介绍。大型锻件的锻造和液态模锻涉及到较多的冶金问题，将在大型锻件常见的缺陷和对策和液态模锻件常见的缺陷与对策中介绍。
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