Ковка - это процесс, при котором горячий металл шероховатой формы очень сильно сжимается точными формами, что приводит к сильному сжатию молекул металла или сплава. Внутри конструкции создаются внутренние напряжения, которые в конечном итоге противостоят напряжениям напряжения и напряжения благодаря наличию запаса уравновешенных «сил» из-за множества крошечных кузнечных узлов напряжения внутри. Штампы не нужны для ковки, так как любой кузнец или мечник создает подобные напряжения, когда бьет по горячему металлу молотком, когда он остывает. Однако, если деталь (или меч) снова нагреется, большая часть усиления может быть потеряна, когда молекулы ослабят свои ограниченные позиции.
Также происходит закалка, при которой металлическая деталь находится очень близко к точке эвтектики (фазового перехода) и внезапно охлаждает ее в масляной или водяной бане, возможно, даже в сжиженном газе. Это создает аналогичные прочностные свойства, но не должно рассматриваться как ковка, так как усиление невелико и обычно не распространяется на деталь. За этим обычно следует «отжиг», который представляет собой очень контролируемый процесс нагрева и медленного охлаждения, который снимает НЕКОТОРЫЕ поверхностные напряжения, которые могут привести к трещинам или разрушению. Если деталь имеет неправильный размер (например, шатун с большим концом и маленьким концом), то процесс закалки также может вызвать деформацию, которую необходимо удалить, как правило, механически путем изгибания. Я не знаю, что это вообще используется для деталей двигателя.
Большая часть массового производства деталей двигателя выполняется с помощью литья, что отличается от ковки тем, что расплавленный металл «просто» наливают в форму почти в форме и дают остыть. Молекулы сплава могут перемещаться по мере необходимости, и деталь имеет небольшое внутреннее напряжение. Это менее затратный процесс, чем ковка, так как изготовление пресс-форм намного дешевле, чем штамповка, а также множество других причин. Кованые детали часто начинаются как отливки. В применениях с высокой мощностью и в других случаях, когда число оборотов в минуту и / или давления в цилиндрах (BMEP) очень высоки, дополнительные затраты на ковки того стоят.
BMW, Porsche, Corvette, Ferrari и т. Д. Будут использовать ковки, где стоимость менее важна, чем производительность и восприятие. Еще один важный бонус - это то, что детали могут быть выкованы с меньшим количеством материала для меньшего веса, но при этом они более прочные, чем разливка из яблок в апельсины. Это ОГРОМНО в чем-то вроде шатуна (плюс поршень), где большинство сбоев происходит НЕ из-за сжатия от наддува, а из-за усталости от растяжения и напряжения от изменения направления после верхней мертвой точки. Каждая полная возвратно-поступательная сборка может весить всего несколько фунтов, но представьте себе стресс, если вам пришлось выбросить это из себя и мгновенно вернуть его себе - 15000 раз в минуту, 250 раз в секунду на литрабайке или современном двигателе F1. Вот почему в двигателях с высокой степенью сжатия, высокой скоростью вращения и высокой наддувкой используются кованые внутренние детали ... не столько из-за давления, но из-за более высоких сил натяжения, создаваемых отливками с более высоким весом - силами, которые (я думаю, я помню) CUBED относительно RPM и возводятся в квадрат по отношению к весу. [это воспоминание может быть не точным] ... Дальнейшее снижение веса предполагает использование таких материалов, как титан или экзотические композиты из углеродных металлических наночастиц yadayada, которые далеко не только отвечают на ваш вопрос, либо на мой кошелек.
ВСЕ эти процессы требуют точной механической обработки послесловия для достижения правильных точных размеров для установки подшипников и резьб для сборки.
Металлургия невероятно интересна. 6000 лет назад ремесленники изготавливали мечи, которые до сих пор полностью не воссозданы. Несмотря на невероятные достижения в технологии обработки металлов и сплавов, я все еще чувствую единственную огромную разницу между искусством алхимии и наукой о металлургии в том, что металлургия действительно работает!
Мне бы понравился набор кованых стержней Manly или Crower для моего проекта Saabaru EJ205, но 1000–1400 долларов, вероятно, в 4 или 5 раз дороже, чем идеально обслуживаемые запасные части для серийного автомобиля. Я даже не буду упоминать стоимость кованого коленчатого вала. И затем есть эти поршневые вещи ... [вздох]