消除大型鍛件內(nèi)部混晶的工藝

       目前，國(guó)內(nèi)各廠家生產(chǎn)的大型鍛件，主要存在混晶問(wèn)題。混晶是指金屬的組織具有明顯的不均勻晶粒尺寸(相差3個(gè)晶粒等級(jí)以上)，也稱(chēng)為晶粒不均勻性。在實(shí)際生產(chǎn)中鍛件經(jīng)過(guò)第一熱處理后，金相檢驗(yàn)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(qiáng)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。混晶還會(huì)在超聲波探傷時(shí)，引起草狀波，使檢驗(yàn)無(wú)底波，影響鍛件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，混晶嚴(yán)重時(shí)，鍛件將報(bào)廢。如何消除混晶現(xiàn)象，是生產(chǎn)中亟待解決的問(wèn)題。

       所謂控制鍛造，就是試圖在鍛件的鍛造過(guò)程中通過(guò)控制其各種熱及熱力學(xué)參數(shù)，制定出最佳的加熱、變形和冷卻規(guī)范，以達(dá)到均化、細(xì)化晶粒的目的。

       控制鍛造技術(shù)，由于在最后一火壓下變形的過(guò)程中，鍛件內(nèi)部的變形程度難以達(dá)到產(chǎn)生動(dòng)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(lái)控制晶粒度。具體工藝方案有3個(gè)：

       1. 高溫停鍛

       可以得到粗大但較均勻的晶粒，然后通過(guò)后續(xù)正火處理工藝，使之均化、細(xì)化?？刂棋懺煸谧詈笠换鹬羞M(jìn)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(shí)間的試驗(yàn)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(zhǎng)大的特點(diǎn)，可以得到粗大但比較均勻的晶粒，這樣通過(guò)后續(xù)幾次正火的熱處理工藝可使之均化、細(xì)化。

       2. 低溫停鍛

       可得到較細(xì)且均勻的晶粒，為后續(xù)熱處理工藝打下良好的基礎(chǔ)?？刂棋懺煸谧詈笠换鹬羞M(jìn)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(shí)，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(zhǎng)大緩慢且較均勻的特性，得到較細(xì)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(jìn)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(diǎn)，可以得到較細(xì)且較均勻的晶粒。該工藝稱(chēng)為大鍛件形變熱處理，先將鍛件在爐中勻溫，然后過(guò)冷到相變點(diǎn)以下，再加熱到900℃，勻溫后鍛至尺寸要求，最后一火次轉(zhuǎn)子各部分應(yīng)有一定的變形量，一般控制在10%以下。該工藝只須利用最后精整時(shí)的一些微變形量，即可達(dá)到控制鍛造的目的，有極其廣闊的應(yīng)用前景。

       經(jīng)研究動(dòng)態(tài)與靜態(tài)再結(jié)晶的規(guī)律；通過(guò)形變與未形變的對(duì)比試驗(yàn)，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(yàn)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(shí)現(xiàn)鍛件的控制鍛造提供了重要依據(jù)。