大锻件 第6部分要领.pdf

第六部分 大锻件的主要工序及相关问题 一、概述 1． 大锻件的锻造方法 在液压机上用通用的工具将锭坯锻制为锻件的压力加工方法。属液压机上自 由锻造方法。 2 ． 大锻件锻造的任务 改善内部质量：破碎铸造组织，锻合缩孔、疏松及气孔，细化晶粒。 成形：用最经济的方法将钢锭锻成接近目标零件的形状。 3 ．锻造比（锻比） 概念：衡量锻件变形程度的指标。 锻比对铸态组织的改善、内部缺陷的锻合、组织的均匀化及力学性 能的提高具有极其重要的影响。是决定锻件质量最重要的参数。 锻比的计算方法 见表。 锻比的确定原则 对以纵向为主要受力方向的轴类锻件，拔长比应取 2.5~3.0 。若其横向为主 要受力方向，拔长锻比 y3.0 。 封头、齿轮等以镦粗为最终工序的饼类锻件，镦粗比应 y1.5~2.0 。对要求 做端面探伤的饼类件，镦粗比 y3.0~5.0 。 对高碳合金钢，应采用镦粗—拔长复合工艺，总锻比 y4.0~6.0 。 对于钢锭，最小锻比 y min 与其大小有关，可用下式计算（Q 为锭重） y min 2.5Q0.0764 对于特别重要的锻件（电站转子等），其总锻比应不小于4.0~6.0 ，并应采取 特殊锻造方法。 火次锻比与加热温度有关，为同时考虑不出现晶粒粗化现象，基本符合高 温高锻比、低温低锻比的规律。（见表） 1 典型锻件的锻比 2 4 ．锻造对金属组织和性能的影响 破碎粗大树枝状晶，获得均匀细小的等轴晶组织 经锻造变形，钢锭的原始粗大树枝晶被打碎，形成再结晶晶核，长大后便可 形成细小的等轴晶粒。 再结晶晶粒大小及均匀程度取决于化学成分、温度、应变、应变速率、变形 均匀性等热力学参数。 最后一火的变形程度需超过“临界变形程度”。对于无相变的护环钢、不锈钢 尤其重要，其锻造后无法通过热处理（重结晶处理）改善晶粒组织。 形成纤维组织 钢锭中的夹杂和一些化合物在锻造中也要随之变形。硅酸盐、氧化物、碳化 物、氮化物等脆性物质被打碎后，沿主变形方向呈链状分布。塑性较好的硫化 物沿主变形方向呈带状分布。从而在金属中形成纤维组织，也称流线。金属组 织 具 有 了 方 向 性 。 对 于 轧 制 的 板 材 和 型 材 更 为 明 显 。 3 一旦形成明显的纤维组织，金属的力学、物理化学性能便出现方向性。 锻造中应按工件的性能需要，通过变形工艺控制流线的分布。 对于受力简单的立柱、曲轴等流线应与外形，即拉应力方向一致，避免切断 纤维。 4 Document No. : Rev. No. Page : Forging Operation Procedure shmp-fs-cs-040820 7-1 of 对于以疲劳方式失效的轴承环、齿轮等零件，应避免使纤维在工作面切断露 头，否则该处作为微观缺陷，将成为疲劳源，在交变应力作用下会引发疲劳破 坏。 电站转子等受力复杂的零件，对各向异性要求十分严格，其流线不应有方向 性。 改善碳化物的分布 在高碳钢、高合金钢中存在大量的碳化物，若其分布积聚（网状分布）将使 性能大幅降低。锻造中可通过变形将其打碎，并使其均匀分布在钢中，达到钢的 设计性能。为此，需在各方向反复锻造。高速钢需采用十字或双十字锻造法，冷 轧辊必须镦粗。 减小或消除孔洞型缺陷 孔洞焊合的过程：通过高温变形使孔洞内壁闭合，进一步使闭合面两侧的原 5 子恢复结合力，成为规则的晶格阵。 孔洞焊合的三个条件： 前提是孔洞未被氧化，且其中无夹杂物。即闭合面不能被其他异物分隔。 具有大的静水应力，即三向压应力。 具有足够