鋼質(zhì)輥鍛件工藝編制原則

批準(zhǔn)發(fā)布部門

機(jī)械工業(yè)部2100433B

2019年8月30日，《大型鋼質(zhì)自由鍛件—通用技術(shù)規(guī)范》發(fā)布。

2019年8月30日，《大型鋼質(zhì)自由鍛件—通用技術(shù)規(guī)范》實(shí)施。

2019年8月30日，《大型鋼質(zhì)自由鍛件―通用技術(shù)規(guī)范》發(fā)布。

2019年8月30日，《大型鋼質(zhì)自由鍛件―通用技術(shù)規(guī)范》實(shí)施。

大鍛件用鋼的生產(chǎn)工藝主要包括冶煉、鍛造工藝和熱處理工藝。

(1)大鍛件用鋼的冶煉

冶煉、鍛制大型鍛件需使用大型鋼錠。大鋼錠的單重在30t到幾百噸范圍內(nèi)。鋼錠越大，偏析等冶金缺陷越嚴(yán)重。因此，大鍛件用鋼的冶煉要求非常嚴(yán)格。為保證鑄造出特大鋼錠，一般都要采用兩臺以上的冶煉爐聯(lián)合配爐澆注，這樣就不必增大單爐容量，減小因澆注時(shí)間長對耐火材料的侵蝕，防止鋼液溫度的降低。

冶煉時(shí)必須精選原料，嚴(yán)格控制冶煉不易去除的有害元素如硼、銅、錫、銻、砷等。鋼的初煉可采用大型堿性電弧爐、大型轉(zhuǎn)爐等，初煉的鋼液必須進(jìn)行爐外精煉和真空脫氣，最大限度降低鋼中的硫、磷和氣體含量，以獲得硫、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)均低于0.005%、氫低于2%、氧低于30%、氮低于40%的高純凈鋼。為減少偏析和缺陷，大型鋼錠的鑄造要采用新的澆注技術(shù)，如旋轉(zhuǎn)澆注法、空心鑄錠法和定向凝固鑄造法等。

(2)大鍛件用鋼的鍛造

目的主要有兩個：一是將鑄錠經(jīng)濟(jì)地鍛制成所需要的形狀毛坯，即成形；二是改善金屬組織，通過鍛造破壞鑄錠的鑄態(tài)組織，使組織均勻化，使晶粒細(xì)化，使氣孔、疏松、縮孔等缺陷焊合。通常，大型鋼錠都由冶煉車間直接熱送到鍛壓車間。為使缺陷焊合，大鍛件的鍛造一般都在壓力很大的水壓機(jī)上進(jìn)行，主要采用自由鍛工藝。

(3)大鍛件用鋼的熱處理

由于尺寸效應(yīng)的影響，大鍛件的熱處理有自己的特點(diǎn)，必須充分考慮大鍛件的冶金特性、大鍛件在熱處理中產(chǎn)生的瞬時(shí)應(yīng)力和殘余應(yīng)力、相變熱對加熱和冷卻過程的影響、回火脆性和組織細(xì)化等。大鍛件的熱處理過程如下：

1)鍛后熱處理。主要目的是防止產(chǎn)生白點(diǎn)，提高化學(xué)成分的均勻性，細(xì)化組織，消除混晶現(xiàn)象等，為超聲波探傷和最終性能創(chuàng)造內(nèi)部組織條件，為降低硬度、消除應(yīng)力、便于粗加工創(chuàng)造條件。若在冶煉過程中鋼中的氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至2%以下時(shí)，則第一熱處理將主要考慮晶粒細(xì)化和消除混晶現(xiàn)象。

大型鍛件特別是合金鋼鍛件，鍛后正火和淬火在加熱方式上，應(yīng)采用階梯升溫方式加熱。大型鍛件在350～500℃以及600～800%時(shí)，工件表面與心部存在最大溫差，差值在300～400℃。因此采用在4500C與6500C保溫一段時(shí)間，然后再升溫的加熱方法是比較合適的。

2)性能熱處理。其主要目的是使粗加工后的大鍛件獲得所需要的最佳組織，以保證大鍛件具有良好的綜合性能。通常采用的工藝主要有調(diào)質(zhì)、正火加回火、正火加時(shí)效等。對要求高硬度的鍛件，如大型冷軋輥，其最終熱處理應(yīng)采用淬火加低溫回火，以滿足使用要求。

大鍛件在回火裝爐的初始階段，表面溫度回升，心部溫度進(jìn)一步降低，以完成心部過冷奧氏體完全轉(zhuǎn)變。所以均溫時(shí)間難以用目測確定，因此回火工藝規(guī)程中沒有規(guī)定均溫時(shí)間，而是適當(dāng)延長保溫時(shí)間?；鼗鸨貢r(shí)間也可按回火溫度與硬度的對應(yīng)關(guān)系確定。

3)大鍛件熱處理注意事項(xiàng)

①大鍛件加熱時(shí)一定要緩慢，必須分段加熱，奧氏體化保溫要充分，一般以臺車爐為主。

②低碳低合金鋼直接淬鹽水，巾碳合金結(jié)構(gòu)鋼以水油雙液淬比較穩(wěn)妥，在水中停留的時(shí)間以有效厚度計(jì)算。

③必須了解大鍛件的原始狀態(tài)，必須檢測其顯微組織，魏氏體組織嚴(yán)重的必須用正確的熱處理工藝予以消除。