環形鍛件的冷卻是指環形鍛件從終鍛溫度出模冷卻到室溫。如果冷卻方法選擇不當，環形鍛件可能因產生裂紋或白點而報廢，也可能延長生產周期而影響生產率。因此，了解環形鍛件冷卻過程的特點及其缺陷形成的原因，對于選擇冷卻方法，制訂冷卻規范是非常必要的。

       坯料在加過程中會產生內應力，同樣，環形鍛件在冷卻過程中也會引起內應力。由于環形鍛件冷卻后期溫度較低而呈彈性狀態，因此冷卻內應力的危險性比加熱內應力更大。內應力有溫度，組織應力和鍛造變形不均勻引起的殘余應力。

       環形鍛件在冷卻過程中的內應力有以下幾點：

       1.溫度應力：

       環形鍛件在冷卻初期，表層冷卻塊，體積收縮較大，心部冷卻慢，體積收縮較小。由于表層的收縮受到心部的阻礙，結果在表層產生拉應力，心部為壓應力。到了冷卻后期，環形鍛件表面溫度已近室溫，基本上不再收縮，這時表層反而阻礙心部繼續收縮，導致溫度應力符號發生改變。

       若環形鍛件材料為抗力大，塑性低的硬鋼，在冷卻初期表層產生的拉應力不能得到松弛，就是在冷卻后期，盡管心部體積收縮對表層產生附加壓應力，也只能使表層初期產生的拉應力有所降低，而不會使溫度應力符號發生改變，表層仍為拉應力，心部仍為壓應力。

       2.組織應力：

       環形鍛件在冷卻過程中若有相變發生，由于相變前后組織的比容不同，而且轉變是在一定溫度范圍內完成，故在相與相之間產生組織應力。當環形鍛件表里不一致時，這種組織應力更為明顯。

       冷卻時產生的組織應力也和加熱時產生的組織應力一樣是三向應力，且其中切向應力大，這是引起表面縱向裂紋的主要原因。

       3.殘余應力：

       環形鍛件在鍛壓成形過程中，由于變形不均所引起的附加應力，如未能及時再結晶軟化將其消除，鍛后便成為殘余應力保留下來。殘余應力在環形內部的分布，根據變形不均的情況而不同，可能是表層為拉應力而心部為壓應力，或者與此相反。

       綜上所述，環形鍛件在冷卻過程中，存在上述三種內應力，總的內應力為三者疊加。當疊加的應力值超過材料的強度極限時，便會在環形鍛件相應部位引起裂紋，冷卻裂紋常常是在溫度較低時和塑性較差的材料中發生。如果疊加的內應力沒有造成破壞，冷卻終了便會以殘余應力形式保留下來，給后續熱處理增加不利因素。

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