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不同特種合金的鍛造既有共性，又有個(gè)性。表1-2-1定性地列出不同特種合金鍛造工藝過程的特點(diǎn)，以便有針對(duì)性地制定合理的鍛造工藝規(guī)范和選擇設(shè)備。
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表1-2-1僅為定性地對(duì)不同類別特種合金的主要鍛造特點(diǎn)比較，其內(nèi)容和具體的量化指標(biāo)可能存在較大差異。現(xiàn)針對(duì)每一類特種合金最突出的鍛造特點(diǎn)補(bǔ)充說明如下：
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1.高溫合金
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在常用的特種合金鍛造中，高溫合金的鍛造問題最多，難度也最大，是難變形合金的典型代表。它們的工藝塑性低、變形抗力大和變形溫度范圍窄。雖然，其他特種合金可能也會(huì)有同樣的問題，但高溫合金的問題最嚴(yán)重，例如，高溫合金對(duì)鍛造的應(yīng)力狀態(tài)及工藝方法要求最嚴(yán)格，對(duì)設(shè)備的加載速度也要求較高；所有高溫合金都不能通過熱處理細(xì)化晶粒組織，因而晶粒尺寸完全靠控制鍛造工藝參數(shù)保證。表1-2-1中建議對(duì)高溫合金采用中性氣氛加熱和采用玻璃防護(hù)潤滑劑潤滑和保護(hù)毛坯，主要是因?yàn)樗鼈兊臒釋?dǎo)率低，為了減少加熱過程中毛坯表面合金元素貧化和鍛造過程中的表面溫降，從而導(dǎo)致變形抗力升高和塑性降低。此外，高溫合金的熱導(dǎo)率低，毛坯需要緩慢加熱。
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2.鈦合金
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鈦合金的主要鍛造特點(diǎn)是它的化學(xué)性質(zhì)活潑，極易吸氫和吸氧，從而形成表面脆化層、降低塑性；另外，在鍛造過程中金屬流動(dòng)產(chǎn)生的新鮮金屬表面會(huì)牢牢地粘附在模具表面上，導(dǎo)致鍛件和模具同時(shí)報(bào)廢。因此，模鍛的毛坯必須涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑將鍛件和模具隔開；毛坯涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑后，毛坯與模具的摩擦系數(shù)大幅度下降，使鍛造壓力降低，緩解了鈦合金變形抗力高的不利因素；此外，毛坯涂覆玻璃防護(hù)潤滑劑后還減少毛坯的溫降和防止或減少鍛件表面形成脆化層。鈦合金應(yīng)采用中性或微氧化氣氛加熱，主要是為了減少加熱過程中吸收有害氣體和在鍛件表面形成脆化層，降低鍛件性能；此外，鈦合金的熱導(dǎo)率低，毛坯需要緩慢加熱。
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3.不銹鋼
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不銹鋼的主要鍛造特點(diǎn)是變形抗力高以及雙相不銹鋼的變形溫度范圍較窄，而單相不銹鋼不能用熱處理方法調(diào)整鍛件組織和性能。其鍛造的難度雖然低于高溫合金等其他特種合金，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通結(jié)構(gòu)鋼。
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4.鋁合金
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鋁合金的主要鍛造特點(diǎn)在于變形溫度范圍窄，一般為100℃～150℃。為擴(kuò)大鍛造溫度區(qū)間，通常要求盡可能將毛坯加熱到上限溫度。為防止過熱、并保證加熱均勻，要求在具有強(qiáng)制空氣循環(huán)的電爐內(nèi)加熱，以加速熱量的傳遞，使?fàn)t膛內(nèi)溫度分布均勻，確保模鍛毛坯加熱溫度能控制在±５℃范圍內(nèi)。另外，鋁合金對(duì)應(yīng)變速率敏感，鑄錠應(yīng)在壓應(yīng)力狀態(tài)下、工作速度低的液壓機(jī)擠壓或軋制開坯，大型鋁合金模鍛件通常選用液壓機(jī)模鍛，中小型鋁合金模鍛件可以在機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)上鍛造，但不推薦采用錘上模鍛。
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5.鎂合金
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鎂合金的主要鍛造特點(diǎn)在于變形溫度范圍窄，一般為70℃～150℃，為擴(kuò)大鍛造溫度區(qū)間，通常要求盡可能將毛坯加熱到上限溫度。為防止過熱并保證加熱均勻，要求在具有強(qiáng)制空氣循環(huán)的電爐內(nèi)加熱，以加速熱量的傳遞，使?fàn)t膛內(nèi)溫度分布均勻，使模鍛毛坯加熱溫度能控制在±5℃范圍內(nèi)。另外，鎂合金在低速度下具有較高的熱塑性，為避免產(chǎn)生裂紋，最好采用液壓機(jī)鍛造，也可以在機(jī)械壓力機(jī)和螺旋壓力機(jī)上鍛造，但不推薦采用錘上模鍛。
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6.銅合金
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盡管多數(shù)銅合金的塑性高、流動(dòng)性好，可以采用各種設(shè)備和鍛造工藝方法鍛造，但銅合金更適于擠壓成形；大型銅合金鑄錠在開坯前要進(jìn)行均勻化退火（消除內(nèi)應(yīng)力），以改善塑性。銅合金適于在中性或微氧化氣氛中加熱，在微還原性氣氛中加熱可能導(dǎo)致“氫病”。另外，銅合金終鍛溫度要高于脆性溫度區(qū)，應(yīng)在650℃以上停鍛。
本文節(jié)選自中國鍛壓協(xié)會(huì)“鍛件生產(chǎn)技術(shù)叢書”《特種合金及其鍛造》。本書以特種合金特性及其工藝性能為切入點(diǎn)，論述了鍛造工藝性能與制定鍛造工藝參數(shù)和選擇設(shè)備的關(guān)系及其對(duì)鍛件質(zhì)量的影響。每章還分別介紹了軍、民用典型鍛件的鍛造實(shí)例。
“鍛件生產(chǎn)技術(shù)叢書”共分十冊(cè)，包括《金屬鍛造原理》《鍛造工藝模擬》《自由鍛造》《末端工藝及其設(shè)備使用特性》《冷鍛與溫鍛》《特種鍛造》《特種合金及其鍛造》《汽車典型鍛件生產(chǎn)》《鍛造模具與潤滑》和《鍛造加熱與熱處理及節(jié)能環(huán)保》。
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