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標題: 鍛軋余溫利用 [打印本頁]

作者: 熱處理老馬 時間: 2022-1-6 11:34
標題: 鍛軋余溫利用
鍛軋鋼余熱控冷調質工藝簡介
鍛熱淬火是工件或者毛坯經高溫鍛造后立即進行淬火作業的復合熱加工工藝。它實際是在形變溫度（一般在1050-1250℃）較高的高溫形變淬火處理。
鍛熱淬火可簡化工件生產過程中的熱加工工藝，節約能源，并具有提高鋼材材料強韌性能等優點。與普通熱處理相比較，鋼材經鍛熱淬火后可使各項力學性能分別提高：硬度+10%、抗拉強度+3%~10%、伸長率+10%~40%、沖擊韌性+20%~30%。此外經鍛熱淬火后，材料具有很高的回火抗力，強化效果可以達到600℃以上的溫度。
鍛熱淬火的工藝參數，對強化效果有很大的影響，其中尤以鍛造溫度和鍛造后淬火前的停留時間影響巨大，高溫形變淬火過程中，形變后、淬火前的停留時間對鋼材強化效果有一定影響，其效果因為鋼材成分不同而異，一般規律是，碳鋼或者低碳合金鋼要求鍛軋后立即淬火，對中合金鋼允許有一定時間停留，對高合金鋼需要長時間停留，從而達到最佳力學性能。
為了獲得最佳強韌效果，鍛造溫度嚴格控制不能太高，避免工藝過程中奧氏體的聚集再結晶發生，鍛造后淬火前的停留時間，是現場作業重要數據參數。經過數次實驗說明，隨著停留時間的延長，鋼的硬度、強度和沖擊韌性同時降低，鍛造溫度越高，這種下降趨勢越明顯，所以鍛造后應立即淬火，如操作有困難，碳鋼可以有3~5s的停留，合金鋼時間可以適當延長。
此工藝適合模鍛和自由端鍛工件（自由鍛工藝單獨設定，主要取決于終鍛溫度以及溫控），模鍛嚴格控制工藝流程以及操作時間，終鍛后淬火前工件余溫基本保持一致，這樣淬火工件性能穩定性也是一致的。本工藝適合一般技術要求的調質件，性能比單獨調質優秀。
對某些比較大的工件，力學性能要求比較高，組織金相要求高，調質后需要大量加工和后續熱處理的工件，現場設備原因、人為素質因素、工件材料因素、工件形狀導致必然鍛造缺陷的工件，需要均勻冷卻到一定溫度后，通過控制淬火、回火等完成調質作業。
以40Cr鍛造135柴油發動機連桿為例，原來工藝為下料-模鍛（形變量40%）-預備熱處理-調質，經檢測，平均硬度HRB250-260,抗拉強度平均值為799Mpa，延伸率為20.6%，斷面收縮率65.5%，沖擊韌性縱向為163J，橫向59J,材料表面有氧化脫碳現象。
更改為鍛余熱淬火后，鍛造溫度1150℃，經模鍛切邊、校直后淬入無機淬火液中，冷卻后進行650℃回火，連桿表面氧化脫碳現象減輕75%以上，性能檢測如下(平均值）：硬度HRB252~260、抗拉強度856Mpa、延伸率19.5%、斷面收縮率66.1%、橫向沖擊韌性94J、縱向沖擊韌性為166J,煅余熱生產的連桿經過179KW\2200r/min的1800小時運轉試驗，產品質量穩定，效果良好，每噸鋼減少正火和淬火加熱耗能500元人民幣。
對于在線鍛余熱進行熱處理冷卻作業，屬于產品向高端升級作業，對鍛造基礎材料也有一定要求，具體要求；
1.材料不能有大的缺陷，晶粒度要符合國標4級以上，避免因為材料缺陷問題造成開裂。
2.根據最終性能要求，鍛鋼余溫在900℃-770℃間使用，不同的淬硬層深度要求決定淬火溫度（根據客戶要求，冷卻程度由材料最終性能要求決定，分為細化晶粒提升性能、淬火自回火提升性能、淬火馬氏體離線回火提升性能等）。
3.對于性能要求嚴格中高碳合金鋼鍛件，淬火冷卻介質采用無機水介質，淬硬層深度深，硬度均勻性高，可有效防止激冷開裂。一般組織要求鍛件可采用在線控制淬火自回火。性能要求嚴格工件，采用再加熱回火工藝。介質使用溫度控制在40度以內，保證材料產品性能穩定，每15天檢測一次介質濃度，及時添加調整，介質不需要添加水處理劑，不需維護，可長期使用。

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