1. 塑性低
多数特种合金的共同特点是:合金化程度高,铸锭和锻材宏观偏析严重,塑性低,设备一次行程允许的变形程度只有普通钢的50%或更低,锻造过程中容易开裂,变形温度、变形程度和变形速度需要严格控制,以及尽量避免在拉应力状态下变形。
2. 变形抗力高、流动性差
特种合金的变形抗力往往为普通钢的3倍以上,且流动性差、难于充满模膛;与一般合金结构钢同样几何尺寸的锻件相比,需要选择能量或载荷更大的设备进行锻造。
3. 锻造温度范围窄
由于特种合金的初熔温度低,且再结晶温度高,因此锻造温度范围窄(为碳钢的1/3~1/2),所以需要增加银造火次和将工夹模具预热至更高的温度,并要求熟练的工人进行锻造。
4. 对应变速率敏感
特种合金对应变速率敏感,允许应变速率比普通钢低1个~2个数量级,所以需要选择工作速度平稳和速度较低的锻造设备(如液压机)进行锻造,使设备的选择余地减小。
5. 对应力状态敏感
有些特种合金对应力状态敏感。为防止锻裂,需要在挤压和封闭模锻等的压应力状态下进行锻造。
6. 表面容易形成合金元素贫化层和脆化层或吸收有害气体
特种合金的合金化程度高,因而在加热过程中表面容易造成合金元素贫化,从而和炉气化合形成脆性化合物,降低锻件表面的塑性和性能;有些合金还容易吸收有害气体造成表面污染层,因而需要采用保护气氛加热炉进行加热,或者在毛坯表面涂覆防护润滑剂。
7.不能采用热处理调整锻件晶粒度
许多特种合金为单相组织,亦即从锻造温度到室温不发生相变,所以不能采用热处理方法调
整锻件晶粒度,只能依靠锻造工艺保证。当锻件出现粗晶或混合晶粒组织时,往往只能降级使用或报废。
8. 对加热和锻造温度要求严格
特种合金的锻造温度范围窄,对加热和锻造温度敏感,所以需要在能够控制温度的加热炉内进行加热。在锻造过程中应避免剧烈变形,以免温升过高而影响锻件组织和性能。同时,还需要严格控制终锻温度,并尽量减少模具对锻件的激冷作用。
9.再结晶温度高、速度慢
特种合金的再结晶温度比较高,因此锻造过程中容易产生再结晶晶粒与加工硬化晶粒混合的、再结晶不充分的、晶粒不均匀组织,因此需要提高终锻温度。
由于特种合金的再结晶速度慢,同样容易造成再结晶晶粒与加工硬化晶粒混合的不均匀晶粒组织,需要降低锻造速度。
10. 临界变形程度范围宽
为使锻件获得均匀的晶粒组织,特种合金锻造时,需要避开较宽的临界变形区域,以免形成局部的粗大和不均匀的晶粒组织。
11.冷作硬化倾向明显
特种合金的冷作硬化倾向十分明显,所以除了需要提高终锻温度外,还需要选择工作平稳、速度较低和能量(或载荷)更大的锻造设备进行锻造。
12. 热导率低
有一些特种合金的热导率较低,所以需要放慢加热速度和延长保温时间。模锻时毛坯表面和模具表面接触,十分容易产生激冷现象。