为什么锻造出来的部件比车削和铸造出来的零件性能更好

说到锻造，做设计的人员都不陌生。有同学说一般大尺寸的零件（比如当市场上买不到合适规格的棒材时）、或者形状复杂的零件（比如全采用机加工太浪费材料时）才会想起用锻造。实际上，当你对零件韧性、强度、性能等有较高要求时，任何时候锻造都是一个不错的选择。

那锻造为什么比铸造或者直接车削加工出来的零件有优势呢？除了前面提到的通过锻造可以获得大尺寸零件、造型复杂的零件；以及相比机加工更加节省材料等等外，在提高材料性能方面锻造有以下两点主要的优势：

一是通过锻造可以减少或消除原材料中可能存在的冶金缺陷，比如裂纹、热裂、热点、冷隔、收缩、缺料和夹杂物等等，最大限度地减少产品的孔隙率，提高产品的机械特性和不同批次间产品质量的稳定性。

另外，通过锻造可以使得零件具有良好的晶粒流动方向。我们知道大部分原材料（比如圆钢）都是通过轧制得到的，材料内部的晶粒结构在轧制时被迫沿轧制的中心线流动。在锻造时这种固有的晶粒流动会弯曲以遵循锻造形状的轮廓，定向加强，从而生产出优质的部件，如下图所示。经过锻造后的零件具备良好的耐冲击性以及抗疲劳性。

任何机械加工部件，无论原材料是由棒材还是板材制成，机加工后都会切断部分晶粒流（因为晶粒流动是单向的），开放晶粒末端的存在使得材料更容易疲劳，对应力腐蚀开裂也更敏感。而铸造是将融化的钢锭倒入铸模中形成待生产产品的毛坯形状的一个过程，期间不存在晶粒流动，因而得到的产品也不会增加定向强度。下图是三种方法的一个对比示意图，大家理解起来可能更方便。

这里也给大家分享一些据研究统计数据供参考：在使用相同材料情况下，锻造比铸造或纯机加工方式获得的零件其强重比可提高20%。锻造后的材料性能相比锻前原材料在强度和韧性方面可提高30%。同一零件，锻造出来的相比铸造出来的会提升抗拉强度26%，疲劳强度37%。