粗晶缺陷是鋁合金模鍛件常見缺陷之一，它降低鍛件的強度。在鍛件中的粗晶組織以及由粗晶組織向細晶組織急劇變化的過渡區(qū)，鍛件的疲勞強度降低。鋁合金鍛造廠家-同力鋁業(yè)股份有限公司今天給大家在鋁合金模鍛件生產(chǎn)過程中避免和減少粗晶缺陷的措施。 

1粗晶出現(xiàn)機制

金屬經(jīng)過塑性變形后自由能提高，組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)將其加熱到適當(dāng)溫度時重新形成晶核并長大，由新晶粒構(gòu)成的顯微組織叫做再結(jié)晶。再結(jié)晶之后一般可得到細而均勻的等軸晶粒，但是如果加熱溫度正利于晶粒長大或加熱保溫時間過長，再結(jié)晶晶粒會長大成為粗大晶粒[3-4]。晶粒長大的過程可以分為兩種類型：一種是逐漸地長大，表現(xiàn)為各個晶粒之間的相對大小基本接近；另一種是反常的長大，表現(xiàn)為各個晶粒之間的相對大小極為懸殊，有的晶粒長得非常粗大。在鋁合金模鍛件粗晶缺陷廢品中，出現(xiàn)再結(jié)晶晶粒反常長大的幾率要較大。

2避免或減少模鍛件的粗晶缺陷

鋁合合金模鍛件的粗晶缺陷與鍛件的材質(zhì)、鍛造工藝參數(shù)、鍛件形狀、模具溫度、熱處理工藝參數(shù)等有關(guān)。

2.1鍛件的材質(zhì)

制造模鍛件的鋁合金牌號不同，其產(chǎn)品出現(xiàn)粗晶的幾率有很大差別。鋁-鋅-鎂-銅系合金的鍛件較少出現(xiàn)粗晶缺陷，而鋁-銅-鎂系、鋁-鎂-硅系合金，鍛件出現(xiàn)粗晶缺陷的幾率相對較多。

2.2鍛造工藝參數(shù)和模具溫度

(1)選擇合理的終鍛溫度

終鍛溫度過低則鍛件很容易出現(xiàn)粗晶，特別是鋁-銅-鎂系、鋁-鎂-硅系合金一定要嚴格控制終鍛溫度，如2A11(LY11)合金槳葉模鍛件終鍛溫度必須高于390℃，否則很容易出現(xiàn)粗晶。鍛件的材質(zhì)不同對終鍛溫度的要求也不同，但所有的鋁合金模鍛件均要求其終鍛溫度不低于370℃。

（2）模具預(yù)熱溫度不宜過低

模具溫度過低會加速型腔內(nèi)金屬冷卻速度，從而使金屬的變形溫度過低，令金屬難以充滿型腔且可能在鍛件表面形成粗晶。模具的預(yù)熱溫度與鍛件的形狀和鋁合金牌號等因素有關(guān)，一般要求控制在300℃～400℃。

（3）變形程度不宜過小

尤其是最后一火的變形程度不宜過小，若變形程度很小，再結(jié)晶晶核較少，孕育期又很長，模鍛件再次加熱（或熱處理）后將會形成粗大的晶粒。如果變形程度小到臨界變形程度（大約3％～15％左右）的范圍內(nèi)，再結(jié)晶晶粒會急劇長大，使鍛件會出現(xiàn)粗晶缺陷。在生產(chǎn)中要嚴格控制模鍛件的模鍛火次及每火壓下量，避免因為模鍛火次過多，一次壓下量過小而使鍛件處于臨界變形狀態(tài)。在保證金屬能最終充滿模具型腔及低倍流線要求的情況下，盡量減少模鍛火次。形狀簡單易于成形的鍛件可以一火成形，形狀復(fù)雜不易成形的鍛件模鍛火次盡量不要超過3次。

（4）毛料余量不宜過大

尤其是對于帶高筋的鍛件，如果當(dāng)金屬已充滿型腔后仍剩有多余金屬，上下模若繼續(xù)靠攏，腹板處的多余金屬就會沿著筋條根部以最近的路線直接流入毛邊槽，可能使此處因變形量過大而出現(xiàn)局部粗晶。

2.3熱處理參數(shù)的選擇

熱處理時淬火溫度過高、保溫時間過長都容易使鋁合金鍛件出現(xiàn)粗晶。特別是對于鋁-鎂-硅系、鋁-銅-鎂系合金一定要嚴格控制淬火溫度及保溫時間。