Le processus de forgeage est une méthode de formage importante dans le traitement des matériaux métalliques. Il provoque une déformation plastique de la billette en métal en appliquant une force externe afin d’obtenir la pièce forgée de la forme et de la taille désirées. Lors du formage des pièces forgées, les matériaux subissent une série de modifications physiques et chimiques complexes qui ont un impact profond sur les propriétés des matériaux. L’influence du processus de forgeage sur les propriétés des matériaux sera analysée en détail.
Caractéristiques de base du processus de forgeage
Le processus de forge comprend principalement trois étapes de base: chauffage, forge et refroidissement. Au cours de la phase de chauffage, la billette métallique est chauffée à une température qui réduit sa limite d’élasticité et améliore sa plasticité; Au cours de la phase de forgeage, les billettes métalliques subissent une déformation plastique sous l’action de forces extérieures; Au cours de la phase de refroidissement, le métal déformé refroidit progressivement jusqu’à la température ambiante pour former la pièce forgée finale.
Influence du processus de forgeage sur les propriétés des matériaux
Amélioration de la microstructure
Le processus de forgeage affine les grains des matériaux métalliques par déformation plastique et réduit les défauts internes tels que les pores, les inclusions, etc. Le raffinement du grain peut améliorer la résistance et la ténacité du matériau tout en réduisant sa fragilité. En outre, la recristallisation dynamique et statique au cours du processus de forgeage contribue également à améliorer la structure microstructurelle du matériau et à améliorer encore ses propriétés.
Amélioration des propriétés mécaniques
Le processus de forgeage permet d’améliorer sensiblement les propriétés mécaniques des matériaux métalliques, telles que la résistance à la traction, la limite d’élasticité, l’allongement et la ténacité aux chocs. Ceci est dû au fait que la déformation plastique au cours du processus de forgeage crée à l’intérieur du matériau un grand nombre de bandes de discontinuation et de déformation qui, lors du traitement thermique ultérieur, se transforment en grains fins et en phases de renforcement, ce qui améliore la résistance et la ténacité du matériau.
Amélioration des propriétés physiques
Le processus de forgeage peut également améliorer les propriétés physiques des matériaux métalliques, telles que la conductivité électrique, la conductivité thermique et la stabilité thermique. Ceci est dû au fait que la déformation plastique au cours du processus de forgeage est capable d’éliminer les contraintes résiduelles et les distorsions de réseau à l’intérieur du matériau et d’améliorer la densité et l’uniformité du matériau. En outre, l’action à haute température dans le processus de forgeage peut également favoriser la diffusion et la précipitation d’impuretés à l’intérieur du matériau, améliorant davantage ses propriétés physiques.
Amélioration de la résistance à la corrosion
Le processus de forgeage peut indirectement améliorer la résistance à la corrosion d’un matériau en améliorant sa structure microstructurale et ses propriétés mécaniques. Tout d’abord, le raffinement du grain peut améliorer la résistance du matériau au milieu corrosif; Deuxièmement, la formation de phase de renforcement peut augmenter la résistance à la corrosion du matériau; Enfin, l’action à haute température dans le processus de forgeage peut éliminer les contraintes résiduelles et les distorsions du réseau à l’intérieur du matériau et réduire la sensibilité du matériau à la corrosion.
Facteurs affectant les propriétés matérielles des pièces forgées
Température de forge
La température de forge est l’un des facteurs clés qui affectent les propriétés des matériaux forgés. Une température de forgeage appropriée peut réduire la limite d’élasticité du matériau et améliorer la plasticité, ce qui est propice à la déformation plastique. Cependant, si la température de forgeage est trop élevée ou trop basse, cela entraînera une dégradation des propriétés du matériau. Par conséquent, la température de forgeage doit être strictement contrôlée pendant le processus de forgeage.
Vitesse de forge
La vitesse de forgeage est également l’un des facteurs importants qui affectent les propriétés des matériaux forgés. Une vitesse de forgeage appropriée permet de s’assurer que le matériau est déformé suffisamment au cours de la déformation plastique pour améliorer ses propriétés. Cependant, si le forgeage est trop rapide ou trop lent, cela entraînera une dégradation des propriétés du matériau. Par conséquent, un choix raisonnable de la vitesse de forge est nécessaire dans le processus de forgeage.
Mode de refroidissement
L’influence du mode de refroidissement sur les propriétés des matériaux forgés ne doit pas être négligée. Les différents modes de refroidissement peuvent entraîner différents niveaux de contraintes résiduelles et de distorsion du réseau à l’intérieur du matériau, ce qui peut affecter ses propriétés. Il est donc nécessaire de choisir un refroidissement approprié pour réduire les contraintes résiduelles du matériau et le degré de distorsion de la grille pendant le processus de forgeage.
Le processus de forgeage a un impact significatif sur les propriétés des matériaux. La structure microstructurelle, les propriétés mécaniques, les propriétés physiques et la résistance à la corrosion des matériaux métalliques peuvent être considérablement améliorées en optimisant les paramètres du processus de forgeage et en contrôlant les facteurs clés dans le processus de forgeage. À l’avenir, avec le développement continu et l’innovation de la technologie de forgeage, nous croyons qu’il y aura plus de nouveaux processus de forgeage développés pour mieux répondre à la demande de matériaux métalliques de haute performance dans la production industrielle.
