Deformation extent

变形程度

Die angle 凹模锥角

Hardness after quenching and tempering

淬火和回火后硬度

Lubricated condition

润滑条件

表1 工艺参数及其对应等级

3结果与讨论

3.1 成形质量

通过正挤压能够获得具有良好表面质量的挤压件，如图3所示。为了能够观察内部缺陷，挤压试样通过电火花线切割沿纵向轴线的对称被细分开来。试样内部没有发生中心破裂现象，并且在高倍显微镜下并没有发现微小裂纹。因此，挤压的成形质量好。横截面终端经过研磨的试样在在用1׃1调制的盐酸侵蚀后（75℃）并且用水清洗，随后再使用15%硝酸冲洗，之后再使用清水冲洗，最后再用无水乙醇冲洗，通过热空气烘干后获得金属的流动曲线。流动曲线（如图4所示）都是连续的，并且在挤出方向上的分布是合理的。由此可知，在一定调质硬度范围内，中 碳钢可以进行安全的正挤压。

挤压件（εF =30%）

 挤压中的金属流动线条 （α=120˚）：（a）εF=10%；（b） εF =50%

3.2 双峰现象

在挤压实验过程中，挤压件的前端出现了“双峰”现象（如图5所示）。由于在淬火和回火之后，材料的流动性能变差，钢坯的中心到达塑性状态时间被延后，甚至没有进入塑性变形区，流速也与之前相比变小，造成区域流速存在差异。与此同时，表面材料由于受摩擦阻力的影响，流速亦比较小。因此，因此出现金属流速最大的区间介于挤压件表面和中心之间，形成挤压件前端双峰。流速的不同是造成双峰现象的主要原因。要分析的双峰现象和变形程度之间的关系,源^自!优尔/文-论/文*网[www.youerw.com，在峰值环外的投影面积和挤出的横截面面积的比值被定义为双峰值指数，它的公式表达为

                        (1)

其中，X表示的是双峰之间的距离；而D表示的是挤压直径。

 挤压前端的双峰现象

通过测量一组以中等程度的硬度挤压出的试样的双峰之间的距离。双峰指标可根据公式（1）进行计算，经计算得到变形程度与“双峰”参数的关系，在图6中则展示了双峰指数和变形程度之间的曲线关系。当变形程度εF = 10%时，挤压件前端光滑并且没有双峰，说明由于变形程度小，仅表层金属发生塑性变形，但由于表层金属受摩擦阻力影响较大，故抵消了塑性变形区金属流速产生的影响，未出现“双峰”现象。如图4（a）中所示。对于变形程度εF = 15%时，双峰指数随变形程度的增加而增大，表示参与塑性变形的金属越来越多，说明较大的变形程度能避免“双峰”现象。当变形程度增加到50%，DP值约为90%，如图4所示（b）。当变形程度连续增大时，在巨大的变形力作用下中心部分的的金属流动速度增大，此时双峰现象则会消失。所以对40Cr(HRC25)而言，凹模锥角为 120°时，当变形程度小于 10%或大于 55%将避开挤压件前端的“双峰”现象。

由此可知，通过对挤压件实物进行观察分析，发现中碳调质钢正挤压件前端出现了“双峰” 现象，峰间距随挤压变形程度的增大而减小，较大的变形程度能避免双峰现象；将挤压试件剖分后观察，均未出现“中心爆裂”现象，且无其他裂纹缺陷；根据剖面硬度测试与金相分析结果，研究出了挤压件力学性能以及微观结构的变化规律。