打出來的鐵比澆鑄的好在哪裡?
打一把剪刀就要這麼辛苦,當然價格也相對很高,那麼實際上厲害在哪裡?【相葉雅紀】相葉學 150705 學習製作裁縫剪刀和地球儀
查了下平時我們用的1塊錢一把的剪刀也是用機器打的,那麼再問一句,價格的差異就在手工和機器的區別了嗎?到底實際上還有什麼不一樣?"張小泉"手工鍛造師:"三百年剪刀傳奇"的見證人
有人已經說過雜質的問題了,我從組織上說一下吧。
這是鑄鐵的金相圖(就是經過一定處理的顯微鏡下的鋼鐵)
這是軋後的金相圖
兩圖都是網上隨便找的,可能倍數並不一樣。
第二張圖因為看不清楚,所以我不敢說黑色部分是什麼,但是黑色區域一定是富碳區。而且為了好理解,我就不提專業名詞了。
一般來說,富碳區的硬度要大於貧碳區,但相應的,富碳區也會讓材料變得更脆。
所以我們能看出來,第一張圖中,組織分布不均勻,富碳區域過大,就好像兩塊大硬石頭就用膠水粘在一起,不光無法變形,而且可以說是一掰就開,所以鑄鐵的強度不高。
第二張圖中,可以打個比方,就好像一堆碎石被堆在一起,互相之間都有膠合,這樣顯然比上面的組合更牢固,有更大的變形量,所以強度要高一些。
還有一點,鑄鐵的內部氣孔和裂紋很多,想想也知道,您凍個冰塊裡面還有氣泡呢,有專門的鑄造學來對付這種問題,不過總體來說,鑄造的很多缺陷是不可避免的。
所以,鋼和鋼不一樣,鐵和鐵也不一樣。
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有評論說兩張倍數不一樣沒有對比,確實是這樣,我再放兩張圖吧:
摘自《彩色金相圖譜》 遼寧科學技術出版社
鍛造和軋制並不一樣,不過為了特意截這個表示變形的「軋」這個字就放這張圖吧。很多鋼材都是經過鍛造的。看到回復,我認識到我的問題,修改一下。7.29
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每當看到材料的問題總想回答一下,但是又覺得很麻煩,提這樣問題的朋友通常對材料學並不了解,要解釋清楚很困難。
不要去看百度/本科生材基筆記上的答案。也不要指望我寫的東西圖文並茂
這個問題可以理解為《塑性變形對鐵合金顯微組織和力學性能的影響》。
查點文獻能搞清楚很多問題。
~~~~~~~7.30更~~~~~~~~~
形變對雜質的影響
各路答主對鍛造降低雜質的影響有分歧,我說幾句,首先排名第一的答案中,黑色的只是中間相(在鐵合金中應該是珠光體),而不是雜質,如果有這麼多雜質一鎚子下去早就碎了。
有回答說鍛造不能去除雜質,這個說法沒錯。但是鍛造可以降低雜質的影響。
如鍛造沒有造成材料開裂的情況下,形變降低了雜質的尺寸並改變其形貌,比如原先尖銳的形狀變成等軸狀,降低材料斷裂時對缺陷的敏感性。
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應變對鋼材的影響還有以下方面:
*晶粒細化,形變引起位錯密度上升,在高溫下位錯重排,形成再結晶晶粒,晶粒得到細化,晶粒越細小,材料的強度和塑性越好,有個H-P關係,堪稱材料強化必備的法寶,細化到了極限就是納米晶,可以通過spd方法達到,這對於鋼來說是可以做到的。
**第二相細化,鑄態的碳鋼中液相中析出的和固相中析出的碳化物還是比較粗大的,應變可以使碳化物尺寸降低,這種硬質相越小,位錯運動阻力越大,位錯增值速度越快,強度和加工硬化率明顯提高。
以上兩個機制對於加工硬化的作用都很明顯,也說明在材料裡面《細化》是個好東西。
在鍛造過程中碳鋼還會發生一些特有的變化:
#比如鍛造完之後,再回火熱處理,過程是提高溫度,碳在鐵基體中的溶解度增加,碳就完全溶入基體中了,然後快速冷卻,冷卻速度越快,珠光體片層厚度和間距越小,這就是所謂的回火索氏體/屈氏體轉變。這樣強度和塑性也上去了,強化原理和細晶強化相似,這裡也有個 H-P關係,只是常數不同。這方法是利用熱力學原理形成的。
##除此以外單純的塑性變形也可以降低珠光體中滲碳體厚度和片層間距,如冷拔珠光體,但是這隻有在變形量極大的情況下才會出現。
材料強化除了《細化》,還要解決材料的不均勻問題,在變形過程中,局部強度不行也會導致提前失效,所以材料不能有弱點。
***消除成份偏析,鑄造工藝對組織影響很大,但是多少都會有成份偏析,合金元素多的地方會析出第二相,周圍是過飽和固溶區SSSS,形變就像揉面把裡面攪和勻了,雖然不能把合金元素全都揉進去,但是降低了這種不均勻程度。(就是答案第一中提到的)
****消除織構,鑄造凝固中晶粒會有一定的取向,在高溫下形變發生再結晶,再結晶晶粒取向就隨機了,一方面降低了力學性能的各向異性,另一方面,晶粒取向隨機有利於位錯的攀移和交滑移。
***** 消除殘餘應力。
,如應變誘發殘餘奧氏體向馬氏體轉變(切變),以及誘發鐵碳化合物的析出(擴散),這裡不單指滲碳體等等。
首先金屬冷卻不是duang一下就好了,有多種形式比如它會底部凝固,那麼問題就來了,未凝固的液體里各種成分溶解度不一樣,溫度影響非常大,宏觀上成分就會不均勻,有的多有的少有的地方乾脆就沒有。材料成分不均勻有可能鑄出來就開裂,沒開裂性能也有問題。接下來底下的仁兄提到了組織。須知金屬材料組織區別也很大,鑄造相一般粗大,我們最想要細小的等軸晶。所以鍛造給了他們機會,宏觀上打碎各種偏析,微觀上組織變形,在經過回復再結晶可以一定程度上細化組織。
就是鍛造和鑄造的區別,沒學過材料你可能沒辦法說晶粒的概念。鑄造就好比你拿一捧泥塞到模子里出來,鍛造就是你可勁兒的捶打出來的。雖然成的形狀一樣,但是捶打出來的會更加硬一些,不知道這樣講是否能明白。
粗略的把問題描述里提到的看了下,感覺和題目並不是很相符。題目問的是鑄造和鍛造這兩種加工工藝的區別,而問題描述裡面提到的剪刀製作工藝都是鍛造。
So,題主到底想問鑄造和鍛造的差別還是手工和機械化的差別?關於鑄造和鍛造的差別,已經有很不錯的回答了。關於後者,這裡有一些不成熟的想法。
一位強調手工製造並沒有什麼卵用,費事費力去達到與機器同樣的水準簡直就是在自找不痛快。手工的優勢在於靈活性,創造性。如果不能有獨特的東西,一味抱著老路子,也就只能當觀賞品,慢慢就消失了。
解決這個問題要明白「打鐵」中的「打」是怎樣的過程。
首先,金屬作為晶體,其原子排列是非常整齊的,就像剛買回家的GeoCube那樣,規則好看。
而這樣整齊的排列將會導致金屬容易從多個方向經受力產生形變,而龐大的原子數量則會將這些形變從頭傳遞至尾,當然這也讓金屬具有了可塑性。
可是我們的成品是剪刀或者刀這樣的利器不是嗎?如果可以隨便形變那不就糟糕了!於是我們就需要鐵匠幫忙了。為了阻止形變,我們將它控制在一個小範圍內,就好像是圈養動物一樣。那麼要做的其實很簡單,只要讓整塊的金屬變成互不干擾的小塊就好了。
也就是這樣
看出來了嗎?小的金屬塊仍會形變,但因為排列不再一樣無法傳遞形變,就好像製造了無形的柵欄,有柵欄擋著,他們的形變就互不干擾了,也正因此,整塊金屬不會那麼輕易地產生形變了,也就是強度變大了。
而打鐵恰恰就是製造這個柵欄的過程(砸碎餅乾!)。古人冶煉的時候,不是像現代這樣調好成分去澆鑄,而是靠選擇不同地方出產的礦石、不同碳含量產品互相包夾、再進行鍛打、淬火的形式控制兵器雜質元素成分、碳含量和晶粒尺寸。還可以對錶面進行滲碳處理,搞得和多層複合材料一樣。我覺得古人鍛打兵器,雖然成分沒有現在工藝的均勻,不能量產,但是搞好了也很牛啊,和兵馬俑里的青銅劍一樣。感興趣可以百度下日本武士刀。
切面和拉麵的區別
情懷
回答完畢
額,其實不存在鍛造比鑄造好的說法,各有所長。至於說鍛造比鑄造成分組織均勻,這個不對,熱處理才是讓成分組織均勻的工藝。細化晶粒是對的,但不要覺得細化晶粒了就好,有些時候還需要粗大的晶核。雜質主要是說非金屬夾雜物,但是這是冶金的問題,不算兩者的差距,冶煉不好,不管是鍛造或者是鑄造都會存在。至於氣孔什麼的,可以改進工藝,鑄造也是可以不存在氣孔和縮松的。
抖個機靈
做拉麵,為什麼水放到麵粉裡面還要揉麵糰甚至甩成花...直接攪勻了不就完事啦...
主要還是組織結構影響性能。鑄態組織有太多的夾雜,缺陷,大塊的晶粒,偏析太嚴重。後續經過熱處理和塑性變形能調整組織,改善均勻性。綜合力學性能也就好了
謝邀,個人覺得最大的差距還是在氣泡,澆鑄不可避免地融入空氣,而打鐵能夠有效減少部分氣泡。同時打鐵需要不斷淬火、錘鍊,得到比原來硬度和強度都提高的組織,以增強材料的力學性能,增加材料的耐用性。如45鋼,原始組織為鐵素體+珠光體,淬火後得到馬氏體,強度和硬度都成倍增加。(在不同的溫度、pH形成的結晶性能不同)
使晶粒細小,結構均勻,強度、韌性都會上升
鍛打過的鋼材結構更緊密,雜質少
舉個比較通俗易懂的比方:和面知道吧?和的面肯定有勁道。
如果感興趣可以學習一下金屬成型原理
請參考板結的泥土和同樣材料做的泥磚。夠通俗了吧
謝邀!
但我是冶金流程工程學方面的,目前數值模擬為主!
這個問題就是從處理工藝來說了,以前鍛造確實對雜質能有很大改善。但現在鋼鐵生產流程中的鐵水預處理(脫硫,脫碳,脫磷),還有轉爐冶煉之後的LF爐或者RH精鍊處理,鋼水質量都比較高。那種原始的捶打沒有太大必要性了!
在出差路上,時間倉促,寫的比較簡單!
實際上說的是目前熱加工中的鍛造和鑄造,兩個行業無所謂好壞優劣,關於力學性能上的大家已經說了很多,在此不在贅述,廣義上講他們均屬於材料成型技術,從這個方向來講,鍛造只能成型外形簡單的工件(即使有模鍛和胎膜鍛),但鑄造從理論上說可以澆注各種複雜工件。
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