CN102784863A - 一种高合金钢的锻造加热方法 - Google Patents

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本发明涉及一种高碳高合金钢的锻造加热方法，包括以下步骤：一、将高碳高合金钢坯在5～6小时内加热至800～850℃并保温2～3小时；二、在3-4小时内加热至1205～1230℃并保温11-15小时；三、在1～2小时内降温至1100～1110℃并保温5～8小时。本发明通过将高温扩散处理和锻造温度结合在一起，采用两阶梯加热方法，减少了Cr12钢共晶碳化物数量，提高了Cr12钢共晶碳化物分布均匀性。规格为Φ150～200mm，共晶碳化物级别达到3～4级（按GB-T14979-1994钢的共晶碳化物不均匀度评定法第四级别图评定，级别越低，共晶碳化物分布越均匀）。

Description

一种高合金钢的锻造加热方法
技术领域
本发明涉及冶金行业高合金钢钢的锻造加热，尤其是指高碳高合金钢的锻造加热。
背景技术
钢的锻造变形加工是热加工领域的一个重要的加工方法，应用十分普遍。锻造变形尤其是自由锻造具有变形灵活的优点，可锻造各种形状的锻件，因此自由锻造是应用最为广泛的一种锻造变形方式。无论哪种锻造变形方式，被锻造的钢锭或钢坯都是在高温状态下进行锻造，因此钢锭或钢坯需要事先加热到规定的温度并保温足够的时间后才可进行锻造。
传统的钢锭或钢坯的加热方式均为在规定的高温温度下保温后直接进行锻造变形。
通过对锻造加热方面的专利进行检索，找到3个关于锻造加热方面的专利，其中专利公开号：CN1974055公开了SAE6427钢锻造加热工艺，该工艺包括如下步骤： 1)毛坯装炉温度在550℃-600℃；2)在850℃之前缓慢加热，在850℃是进行120-180 分钟的保温；3)在850℃后快速加热至顶温1180℃，顶温下进行180-240分钟的保温后进行锻造变形；公开号：CN102441629A公开一种锻件汽轮机用套筒的锻造加热方法，其将2Cr12NiMo1W1V锻造坯料放入温度为650℃加热炉内，然后在3小时内匀速升温至850℃，保温1小时，再在1.5小时内匀速升温至1140℃～1180℃，保温1.5小时后取出进行锻造；公开号：CN102441628A公开一种锻件密封环的锻造加热方法，其将NiCr20TiAl-T6锻造坯料放入温度为300℃加热炉内，然后在4小时内匀速升温至800℃，保温3.8小时，再在3小时内匀速升温至1150℃，保温3.5小时后取出进行锻造。上述公开的锻造加热方面的专利其加热方式均为传统加热方式，预热后加热至锻造温度保温后进行锻造变形。
然而对于高碳高合金钢而言(本发明所指的高碳高合金钢为钢中含有超过1.9%C，超过10%Cr,即Cr12钢)，钢锭凝固过程产生大量的碳化物聚集，尤其是共晶碳化物的出现严重影响钢的组织均匀性，降低钢的机械性能。对于高碳高合金钢的锻造，一个重要的任务就是提高共晶碳化物分布的均匀性。传统的锻造加热方法的目的仅为将钢锭热透，然后通过锻造变形锻成需要的形状及规格，因此采用传统锻造加热方法锻制高碳高合金钢，共晶碳化物不均匀性依然严重，如采用传统锻造加热方法锻造Cr12钢圆棒（规格为Φ150～200mm，共晶碳化物为5～6级，使用中易出现崩刃现象。
发明内容
为了克服高碳高合金钢（Cr12钢）锻造圆钢共晶碳化物分布不均匀的缺点，本发明所要解决的问题是提供一种改善高碳高合金钢共晶碳化物分布均匀性的锻造加热方法。
本发明提供的技术方案是：一种高碳高合金钢的锻造加热方法，包括以下步骤：一、将高碳高合金钢坯在5～6小时内加热至800～850℃并保温2～3小时；二、在3-4小时内加热至1205～1230℃并保温11-15小时；三、在1～2小时内降温至1100～1110℃并保温5～8小时。
所述高碳高合金钢为Cr12钢。
本发明基于以下原理：
Cr12钢中含有2～2.3%C，11.5～13%Cr，为莱氏体钢，在钢锭凝固过程中析出大量共晶碳化物，尤其是钢锭心部共晶碳化物偏析最为严重，需要多火次锻造成形，锻造加热温度较低，一般低于1160℃，若提高锻造加热温度，易产生内部锻造裂纹缺陷，因此高温扩散处理对于Cr12钢而言是禁区。
本发明创新性地将高温扩散处理和锻造温度结合在一起，高温加热的第一阶段为高温扩散处理，加热温度高于正常锻造温度，使共晶碳化物部分溶解，减少共晶碳化物数量，提高共晶碳化物分布均匀性。高温加热的第二阶段为锻造温度加热，从高温扩散温度降低到锻造加热温度，并保温足够时间使钢锭全截面都降到锻造温度。该加热方法实现了高温扩散和锻造温度的双重兼顾，打破了Cr12钢不能进行高温扩散处理的禁区。
钢中共晶碳化物在高温下溶解速度较快，因此将高温扩散温度定为1205～1230℃，温度太低，高温扩散效果不好，温度太高易产生过热组织；锻造温度定为1100～1110℃，在此温度下锻造更适宜破碎共晶碳化物，锻造温度过低易产生表面裂纹，锻造温度过高易产生过热组织。
有益的技术效果：
本发明通过将高温扩散处理和锻造温度结合在一起，采用两阶梯加热方法，减少了Cr12钢共晶碳化物数量，提高了Cr12钢共晶碳化物分布均匀性。规格为Φ150～200mm，共晶碳化物级别达到3～4级（按GB-T14979-1994 钢的共晶碳化物不均匀度评定法 第四级别图评定，级别越低，共晶碳化物分布越均匀）。
附图说明
图1为本发明实施例1的曲线加热示意图。
图2为本发明实施例2的曲线加热示意图。
图3为本发明实施例3的曲线加热示意图。
具体实施方式
实施例1
Cr12钢2吨重电渣锭按图1所示曲线加热，锻制Ф150mm圆棒，共晶碳化物级别为3级。
其锻造加热方法如下：将Cr12钢2吨重电渣锭在5小时内加热至800～820℃并保温2小时；然后在3小时内加热至高温扩散温度1205～1220℃并保温11小时；最后在1小时内降温至1100～1110℃并保温5小时，然后锻制成Ф150mm圆棒。
实施例2
Cr12钢3吨重电渣锭按按图2所示曲线加热，锻制Ф180mm圆棒，共晶碳化物级别为3.5级。
其锻造加热方法如下：将Cr12钢3吨重电渣锭在6小时内加热至820～840℃并保温3小时；然后在4小时内加热至高温扩散温度1215～1230℃并保温13小时；最后在2小时内降温至1100～1110℃并保温7小时，然后锻制成Ф180mm圆棒。
实施例3
Cr12钢3吨重电渣锭按图3所示曲线加热，锻制Ф200mm圆棒，共晶碳化物级别为4级。
其锻造加热方法如下：将Cr12钢3吨重电渣锭在6小时内加热至830～850℃并保温3小时；然后在4小时内加热至高温扩散温度1220～1230℃并保温15小时；最后在2小时内降温至1100～1110℃并保温8小时，然后锻制成Ф200mm圆棒。
上述实施例的实施结果说明采用本发明的方法对Cr12钢进行锻造加热，共晶碳化物级别可降低2个级别，显著改善共晶碳化物均匀性。 

Claims (2)

1.一种高碳高合金钢的锻造加热方法，包括以下步骤：一、将高碳高合金钢坯在5～6小时内加热至800～850℃并保温2～3小时；二、在3-4小时内加热至1205～1230℃并保温11-15小时；三、在1～2小时内降温至1100～1110℃并保温5～8小时。
2.根据权利要求1所述的高碳高合金钢的锻造加热方法，其特征是：所述高碳高合金钢为Cr12钢。
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