在极低温度下进行锻造会发生什么？风险和影响说明

在极低的温度下进行锻造会对加工材料和锻造产品的整体质量产生一些不利影响。在低温条件下，金属会失去延展性，变得更脆，在锻造过程中容易开裂和断裂。这是因为金属原子结构的流动性变小，降低了其塑性变形的能力。此外，低温锻造会导致表面光洁度差、残余应力增加和变形不均匀，从而影响最终产品的机械性能和结构完整性。在较低温度下，锻造所需的能量也会增加，因为需要更大的力量才能实现相同程度的变形。总之，为了确保生产出高质量、无缺陷的部件，一般避免在极低温度下进行锻造。

要点说明：

韧性丧失和脆性增加:
- 在低温条件下，金属会失去延展性，变得更脆。这是因为原子可利用的热能不足以促进位错运动，而位错运动对塑性变形至关重要。
- 脆性的增加使材料在锻造过程中更容易开裂和断裂，尤其是在高应力条件下。
开裂和断裂风险:
- 在低温条件下，金属的塑性变形能力降低，从而增加了开裂和断裂的可能性。这在复杂的锻造操作中尤其成问题，因为在这种操作中，材料会受到很大的拉伸应力。
- 裂纹在脆性材料中更容易扩展，从而导致锻造部件的灾难性失效。
表面光洁度差:
- 在低温下锻造，由于缺乏足够的塑性流动，表面光洁度会很差。表面可能会变得粗糙不平，需要额外的精整工序才能达到理想的质量。
- 在某些情况下，还可能出现搭接和褶皱等表面缺陷，进一步降低表面质量。
残余应力增加:
- 低温锻造会导致材料内部产生较高的残余应力。产生这些应力的原因是材料无法完全适应变形，从而导致内部应变。
- 残余应力会对锻造部件的机械性能（如疲劳强度和抗应力腐蚀开裂能力）产生负面影响。
不均匀变形:
- 在低温条件下，材料的变形可能会变得不均匀，这意味着材料的不同区域会产生不同程度的变形。这会导致最终产品的机械性能不均匀，结构不一致。
- 不均匀变形还会导致内部缺陷的形成，如空洞和夹杂物，从而损害锻造部件的完整性。
能量需求增加:
- 低温锻造需要更多能量，因为材料更硬，延展性更差。这意味着需要更大的力量才能达到与高温下相同的变形程度。
- 能量需求的增加会导致运营成本上升，还可能对锻造设备造成额外的压力。
对机械性能的影响:
- 低温锻造会对锻件的机械性能（如拉伸强度、韧性和硬度）产生不利影响。材料可能会变得过硬和过脆，从而降低其整体使用性能。
- 在某些情况下，材料可能无法达到所需的规格要求，需要进行额外的热处理或其他锻造后工艺来恢复其性能。

总之，由于开裂、表面粗糙度差、残余应力和不均匀变形的风险增加，一般不建议在极低温度下进行锻造。这些问题会导致生产出机械性能受损的次品部件。因此，必须保持适当的锻造温度，以确保生产出高质量、无缺陷的锻造产品。

汇总表：

效果	描述
延展性丧失	金属变脆，增加了开裂和断裂的风险。
开裂和断裂	塑性变形减少导致在应力作用下更容易开裂。
表面粗糙	塑性流动不足会导致表面粗糙、不平整和潜在缺陷。
残余应力增加	产生高内应力，对机械性能产生负面影响。
不均匀变形	不均匀变形会导致结构不一致和内部缺陷。
能源需求增加	需要更多的力，从而增加了运行成本并使设备不堪重负。
对机械性能的影响	部件可能会变得过硬和过脆，从而降低性能并需要进行后处理。