消除大型鍛件內(nèi)部混晶的工藝
目前,國內(nèi)各廠家生產(chǎn)的大型鍛件,主要存在混晶問題?;炀侵附饘俚慕M織具有明顯的不均勻晶粒尺寸(相差3個晶粒等級以上),也稱為晶粒不均勻性。在實際生產(chǎn)中鍛件經(jīng)過***熱處理后,金相檢驗常發(fā)現(xiàn)異常粗大晶粒。由于存在粗大不均勻晶粒,鍛件的屈服強度下降,沖擊韌度指標(biāo)值α也大大降低。而脆性轉(zhuǎn)變溫度將升高,這樣降低了鍛件的壽命?;炀н€會在超聲波探傷時,引起草狀波,使檢驗無底波,影響鍛件內(nèi)部缺陷的檢測,混晶嚴(yán)重時,鍛件將報廢。如何消除混晶現(xiàn)象,是生產(chǎn)中亟待解決的問題。
所謂控制鍛造,就是試圖在鍛件的鍛造過程中通過控制其各種熱及熱力學(xué)參數(shù),制定出***佳的加熱、變形和冷卻規(guī)范,以達到均化、細化晶粒的目的。
控制鍛造技術(shù),由于在***后一火壓下變形的過程中,鍛件內(nèi)部的變形程度難以達到產(chǎn)生動態(tài)再結(jié)晶的臨界變形量要求,所以大型鍛件的控制鍛造,一般只能利用靜態(tài)再結(jié)晶來控制晶粒度。具體工藝方案有3個:
1. 高溫停鍛
可以得到粗大但較均勻的晶粒,然后通過后續(xù)正火處理工藝,使之均化、細化。控制鍛造在***后一火中進行,溫度范圍為1000-1100℃之間,轉(zhuǎn)子各部分不大于20%變形量。根據(jù)在1000 ℃扭后保溫不同時間的試驗結(jié)果,在此溫度區(qū)間停鍛后,利用靜態(tài)再結(jié)晶快速形核、長大的特點,可以得到粗大但比較均勻的晶粒,這樣通過后續(xù)幾次正火的熱處理工藝可使之均化、細化。
2. 低溫停鍛
可得到較細且均勻的晶粒,為后續(xù)熱處理工藝打下良好的基礎(chǔ)。控制鍛造在***后一火中進行,溫度范圍為850~950℃之間,且應(yīng)保證轉(zhuǎn)子各部分在950 ℃以下時,都有定的變形量,變形量小于10%。利用這種鋼在950℃變形后,靜態(tài)再結(jié)晶形核及長大緩慢且較均勻的特性,得到較細且均勻的晶粒。
3. 大鍛件形變熱處理
控制鍛造在800~900℃之間進行。在此溫度范圍內(nèi),形變能促使奧氏體自發(fā)再結(jié)晶快速形核以及隨后發(fā)生靜態(tài)再結(jié)晶。利用此特點,可以得到較細且較均勻的晶粒。該工藝稱為大鍛件形變熱處理,先將鍛件在爐中勻溫,然后過冷到相變點以下,再加熱到900℃,勻溫后鍛至尺寸要求,***后一火次轉(zhuǎn)子各部分應(yīng)有一定的變形量,一般控制在10%以下。該工藝只須利用***后精整時的一些微變形量,即可達到控制鍛造的目的,有極其廣闊的應(yīng)用前景。
經(jīng)研究動態(tài)與靜態(tài)再結(jié)晶的規(guī)律;通過形變與未形變的對比試驗,發(fā)現(xiàn)了該鋼種形變與奧氏體自發(fā)再結(jié)晶之間的特殊關(guān)系;根據(jù)模擬試驗結(jié)果,提出了高溫停鍛、低溫停鍛、大鍛件形變熱處理3種工藝方案,為實現(xiàn)鍛件的控制鍛造提供了重要依據(jù)。