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“那么如何改善这个情况?”
“先生,是锻造。”
“没错,越无强的回答正确。”
“此时必须在钢水渐渐冷却的过程中,不断的通过锻打的方式,让其内部的结构变得更加致密,打乱其自然状态下的结晶状态,让其内部形成复杂的应力结构,这样就会极大的增加钢材屈服强度和屈服极限。”
“这里我给你们引入两个概念,第一,奥氏体。第二,马氏体。简单,钢材在高温的状态向,塑性极大的增加了,就像面团和泥巴,为什么会有这种情况出现?”
“那是因为,随着钢材温度的升高其内部的结晶呈现出奥氏体结晶的特征,这种晶体是一种多边形晶体颗粒,它的特点就是塑性好。也就是钢铁在此时的塑性越来越强,同时这种晶体的间隙随着温度升高越来越大,可以容纳更多的碳。”
“这就是钢铁一旦升温,就会变软,随着温度越来越高,最后完全变成钢水。那么利用这个原理,咱们可以很轻易的将坚硬的钢铁加工锻打成咱们需要的形状。”
“但问题是,如果仅仅利用这一点进行加工锻打,即便得到了想要的形状,钢铁也会非常软,其屈服强度极大的降低了。那么怎么办?”
“先生,是淬火吗?”
“好,无疆,这个回答不错,但不完全正确,这就要第二个概念了,马氏体。”
“其实它是钢铁内部晶体的另一种样貌,准确是钢铁内部结晶的几种表现之一。”
“当钢铁的温度上升到七百三十度以上的时候,钢材内部晶体呈现出越来越多的奥氏体特征。九百六十度左右的时候,钢材所有的晶体全部呈现出奥氏体特征。”
“也就是,九百六十度左右的时候,是钢铁最容易加工的时候。可一旦咱们完成了加工,就不能任由其温度自然下降,此时就需要淬火,让钢材的温度急剧下降。”
“就在钢材淬火温度下降的时候,钢材的结晶从奥氏体特征迅速的向马氏体结晶状态转变。而马氏体结晶一旦形成,钢材的硬度会大幅度增加。”
“这样就会让钢材的屈服极限和屈服强度极大的增加,大家现在明白了吧,咱们正是要利用钢材晶体在不同温度下产生的这种奥氏体,马氏体的变化,来得到想要的形状和材料硬度。”
“现在最重要的情况来了,你们注意听,马氏体结晶是个很神奇的东西,马氏体由奥氏体淬火之后急速冷却形成。”
“但马氏体的形成在不同的含碳量的环境下是不一样的,在含碳量百分之一左右的钢材淬火之后,马氏体结晶的形态是针片状。但在低碳钢淬火之后,马氏体结晶呈现出板条这样的结晶形状。”
“而这两种马氏体结晶的特性,条状结晶更多的表现出韧性,而针片状结晶更多的表现出钢性。”
“那么怎么样才能让兵器得到更高的性能?比如剑需要刚柔相济,那么把低碳钢和高碳钢进行混合锻造折叠锻打,在经过淬火,是不是就得到了两种马氏体结晶。那么剑就表现出了刚柔相济的特性了。”
“同样的道理。如果咱们想得到的是刀,此时的针片状马氏体就要相对多一点,条状马氏体就要少一点,那么是不是就是,高碳钢需要多一些,低碳钢需要少一点然后经过混合,折叠锻打,就可以得到想要的性能了。”
“你们明白了吗?”
“明白了先生,不仅明白,是完全明白了。”
“好,下来我淬火。你们记住,因为钢铁的奥氏体转温度为九百六十度左右,且奥氏体的特性较软,易于变形加工。”
“但如果你不加热直接锻制,会导致材料的晶格畸变,产生内应力,甚至破裂。在奥氏体结晶状态下高温锻造后,结晶会重组,减少和破坏掉内应力的产生。”
“而钢才的开始再结晶温度大概是七百二十七度上下,一般情况下,咱们需要在八百度作为划分线。从七百二十七度到八百度的这个范围进行锻造的称为半热锻,半热淬火。主要用于存在破损严重但还不至于熔炼重造的情况。”
“七百二十七度一下到三百度以上的这个区间,被称作温锻,一般只用于修整和回火。也就是对加工不太满意的部件进行轻微的象征,对轻微破损的部件进行修补。”
“那么高于八百度的锻造被称为热锻,也就是需要加工新的零部件,那么零件塑性成型,按照设计要求的加工,完全在这个温度区间完成。
“那么常温下的锻造,被称为冷锻,一般就是修整毛刺,卷刃,轻微的弯曲等等。”
“现在大家知道了什么是冷锻,什么是温锻,热锻,那么淬火的温度也就出来了。”
“没错,为撩到马氏体,淬火的温度最好在,九百六十度以上,此时如果咱们完全追求刚柔相济的效果,那么淬火温度应该介于九百五十度到一千度之间进行油淬。”
“八百五十度到左右到九百度水淬,因为水淬火温度下降的快。所以淬火温度稍低一些。当然,这个温度也可以进行油淬。”
“然后进行一百八十度到六百二十度的不同温度之间进行回火。你们记住,为什么要回火,因为淬火后,钢材内部的晶体基本上就是马氏体了。”
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