将铁不停的锻打最后会剩什么?
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发布时间：2022-05-05 10:35
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时间：2022-06-27 09:26
铁锻，专业术语叫锻造，是材料成形中常用的一种成形方法。锻造过程从宏观角度看是尺寸形成过程，从微观角度看是内部微观结构优化过程。接下来我简单介绍一下什么是锻造，锻造的力学原理，金属的微观结构，锻造后的产品，以及铁在绝对高压下的变化。
1.什么是锻造
锻造是利用外力优化高温金属毛坯的过程。在施加外力的过程中，高温金属会产生塑性变形(不可恢复的变形)，通过塑性变形可以调节外部尺寸。同时，由于巨大的外力作用，高温金属内部结构更加致密，金属材料的力学性能整体得到提高。
锻造前，金属通常被加热以获得更好的锻造性能。生产出来的普通金属内部必然含有大量的微小空隙，如下图所示。一些空袭里面可能有一些杂质。高温后，内部间隙会变得更光滑，其中所含的杂质高温后会变成渣。
这时金属表面受到机械外力锻造时，内部缝隙会在挤压的作用下逐渐闭合。因为温度还是高的，关闭后不形成界面，而是相互融合，缝隙消失。当然，内部差距不可能完全消失。
2.锻造的机械原理
锻造通常需要加热金属。事实上，根据温度，锻造可以分为三种类型：热锻(> 800)、温锻(> 300、<800)和冷锻。温度对金属的机械性能有很大的影响，如下图所示。
从图中可以看出，随着温度的升高，曲线整体呈下降趋势，即整体力学性能下降。屈服极限、强度极限等一些力学指标在降低(变小)，承载力随着温度的升高而降低。高温下，虽然各项力学指标变小，但对锻造来说是好事。这意味着金属的形状和尺寸可以用更小的力来改变。因此，建立高温锻比建立低温更容易。
3.金属微观结构
前面，我们在放大镜下看到了金属微结构。事实上，金属的微观结构有很多种，在不同的温度范围内表现出不同的微观结构，从而反映出机械性能。
上图是铁的金相图，横坐标是碳含量，纵坐标是温度。可以看出，该图分为几个区域，不同的区域对应不同的金相组织。如奥氏体、铁素体、珠光体。在锻造过程中，当加热到不同的温度时，内部的金相结构会发生相应的变化。
上图是40Cr 金相图，从中我们可以看到一些组织结构：奥氏体晶晶界的回火索氏体。值得注意的是，金相结构的形成是热处理的结果，包括淬火、回火等。不同的金相结构在不同的温度下形成，因此具有不同的机械性能。4.锻造产品
从以上分析可知，锻造是靠外力对金属施压，并不改变金属本身。在人类可及的外力作用下，铁的本质不会改变，甚至微观金相组织也不会改变。然而，由于内部结构更紧密，锻造金属通常具有优异的机械性能。因此，锻造一般用于成形承载力要求高的结构。
5.绝对外力作用下铁的变化
这从铁的晶体结构开始。铁有三种主要的晶体结构，即-铁、-铁和-铁。下图是面心立方铁的晶体结构，是-Fe。这三种晶体结构与温度密切相关，因此也是上述金相组织不同的原因。图中原子间的力是电磁力，本质上和金属受到的外力是一样的力。由于原子之间的排斥作用，在人类力所能及的范围内，很难缩短原子之间的距离。假设有这样一个绝对的外力，但不会破坏铁的原子结构，那么铁原子是一个个紧密排列的。我们可以认为是新的金相，但如果原子不变，还是铁。
当绝对外力继续增加时，铁原子无法保持其完整性，所以此时不是铁。如果铁原子距离太近，外层电子可能会被邻近的铁俘获，这种铁离子应该叫做“铁离子”。甚至，再进一步，原子核破裂了，根本不能称之为铁。
6.摘要
锻造是一种常见的金属成形方法，可以消除一些内部微小空洞，提高整体力学性能。但是，在人力可及的锻造条件下，铁还是铁。
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时间：2022-06-27 09:26
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时间：2022-06-27 09:27
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