CN110684885A - 均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法，对大锻件锻造过程采取特殊的锻造控制、返炉加热方式，使锻件表面、心部温度趋于一致，使锻件心部组织完全转变，实现均匀细化大锻件内部组织，采取锻前高温加热，第一火次镦粗拔长锻造后，将锻件空冷到一定温度，使锻件内外表面温度趋于一致，返高温炉加热；在第二火次镦粗拔长后，将锻件空冷到一定温度，在锻件内外表面温度趋于一致后，返低温炉加热；低温炉保温一定时间后出炉锻造成型，使用该锻造控制方法，可在不增加生产成本的情况下，均匀细化大锻件内部组织，解决了大锻件粗晶、混晶的难题，大大降低了生产成本、缩短了生产周期，锻件力学性能指标高，使用寿命长，生产工艺更加经济、科学。

Description

均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法
技术领域
本发明属于钢铁材料制造工艺控制领域，尤其涉及一种均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法。
背景技术
大锻件的锻造通常需经镦粗、拔长，经多火次锻造成型，大锻件在每火次锻造结束后心部温度仍较高，将坯料直接返高温炉加热，导致心部长期处于高温状态，内部组织得不到充分转变，因此锻件心部组织粗大，锻件整体呈现为粗晶、混晶。
目前粗晶、混晶问题一直是大锻件生产中的一大难题，尤其对于CrNi2MoV、CrNi3MoV、CrNi4MoV类钢，此问题更为突出。晶粒度粗大及不均匀不仅影响锻件超声波检测，也严重影响产品的冲击功值，尤其低温冲击，进而使产品的使用寿命大大降低，甚至产生废品。不仅降低生产效率，而且提高了生产成本。
传统的解决方案为：1、通过反复多次正火细化晶粒。2、加强淬火冷却细化晶粒。这两种方案虽然有一定细化晶粒的作用，但最终细化效果不尽如意，同时会大大的增加生产成本及淬裂风险，延长生产周期、延迟交货，对于大部分企业会超出预期生产成本及影响公司信誉。
发明内容
本发明的目的在于不增加生产成本的情况下，采用特殊的锻造控制方法来解决大锻件内部粗晶、混晶问题，得到均匀、细小的内部组织，进而提高产品冲击功，而提供一种通过控制锻造过程及返炉加热方式来改善大锻件晶粒度的均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法，该方法极大提高了大锻件晶粒度合格率，进而解决超声波检测杂波及力学性能低等问题，该方法还大大降低了生产成本，该方法不仅适用于CrNi2MoV、CrNi3MoV、CrNi4MoV等易粗晶、混晶类型钢，同时对于其它类型钢大锻件产品同样适用。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法，其特征在于：对大锻件锻造过程采取特殊的锻造控制、返炉加热方式，使锻件表面、心部温度趋于一致，使锻件心部组织完全转变，实现均匀细化大锻件内部组织，采取锻前高温加热，第一火次镦粗拔长锻造后，将锻件空冷到一定温度，使锻件内外表面温度趋于一致，返高温炉加热；在第二火次镦粗拔长后，将锻件空冷到一定温度，在锻件内外表面温度趋于一致后，返低温炉加热；低温炉保温一定时间后，出炉锻造成型。
具体锻造控制方法如下：
步骤1）、首先将钢锭置于1200±10℃高温炉中加热，确保镦粗顺利进行；
步骤2）、第一火次锻造结束后，将大锻件空冷至650℃，进1200℃加热炉并保温3h；
步骤3）、第二火次锻造结束后，将大锻件空冷至650℃，进1050℃加热炉保温2h，之后出炉锻造成型，从而确保锻件内部得到均匀的细晶组织。
在步骤3）之后，将锻造成型的锻件空冷到280～300℃的温度后，再入退火炉进行锻后热处理，从而使锻件内部组织完全转变，进一步均匀细化锻件内部组织。
本发明的有益效果如下：本发明主要针对目前大锻件普遍存在的粗晶、混晶问题而发明的。
首先将钢锭置于高温炉中进行锻前加热，保温一定时间后，出炉进行第一火次锻造，镦粗、拔长后将锻件空冷到一定温度，使锻件内外表面温度趋于一致，再返高温炉加热。避免大锻件锻造后心部高温直接返炉，确保锻件心部不出现晶粒异常长大。其次将返炉加热的锻件，出炉进行第二火次锻造，镦粗、拔长后将锻件空冷到一定温度，使大锻件内外表面温度趋于一致，心部组织发生转变后，再返低温炉加热。在低温炉保温一定时间后，出炉锻造成型。最后将锻造成型的锻件空冷到一定温度，再入退火炉进行锻后热处理，从而使锻件内部组织完全转变，进一步均匀细化锻件内部组织。
使用该锻造控制方法，可以在不增加生产成本的情况下，均匀细化大锻件内部组织，解决了目前行业内大锻件粗晶、混晶的难题，同时大大降低了生产成本、缩短了生产周期，锻件力学性能指标高，使用寿命长，生产工艺更加经济、科学。
附图说明
图1为本发明的锻后晶粒度及组织图。
图2为本发明的调质后晶粒度及组织图。
具体实施方式
以4330V钢为例进行分析。选用12.5T电渣锭，锻造生产尺寸570mm×650mm×3250mm的锻件。
步骤1）、首先将电渣锭进行锻前加热，在1200℃高温炉中保温8h。
步骤2）、第一火次锻造时，将电渣锭高度镦粗至900mm，再进行拔长锻造，拔长至800mm×1000mm后，倒棱，将锻件空冷至650±10℃后（以大面中心测温为准），进1200℃加热炉保温3h。
步骤3）、第二火次锻造时，首先将中间坯高度镦粗至900mm，拔长至800mm×1000mm，倒棱，将锻件空冷至650±10℃后（以大面中心测温为准），进1050℃加热炉保温2h。
步骤4）、保温结束后，出炉锻造成型为570mm×650mm×3250mm锻件。
步骤5）、锻造完成后，将锻件空冷至280～300℃，使锻件内部组织完全发生转变，再入退火炉进行锻后热处理。
通过以上生产控制，生产出的锻件锻后晶粒度为5级，调质后晶粒度为9级；-40℃纵向冲击功为94/93/90J、-40℃横向冲击功为84/83/81J。

Claims (3)

1.一种均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法，其特征在于：对大锻件锻造过程采取特殊的锻造控制、返炉加热方式，使锻件表面、心部温度趋于一致，使锻件心部组织完全转变，实现均匀细化大锻件内部组织，采取锻前高温加热，第一火次镦粗拔长锻造后，将锻件空冷到一定温度，使锻件内外表面温度趋于一致，返高温炉加热；在第二火次镦粗拔长后，将锻件空冷到一定温度，在锻件内外表面温度趋于一致后，返低温炉加热；低温炉保温一定时间后，出炉锻造成型。
2.根据权利要求1所述的一种均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法，其特征在于：具体锻造控制方法如下：
步骤1）、首先将钢锭置于1200±10℃高温炉中加热，确保镦粗顺利进行；
步骤2）、第一火次锻造结束后，将大锻件空冷至650℃，进1200℃加热炉并保温3h；
步骤3）、第二火次锻造结束后，将大锻件空冷至650℃，进1050℃加热炉保温2h，之后出炉锻造成型，从而确保锻件内部得到均匀的细晶组织。
3.根据权利要求1所述的一种均匀细化锻件晶粒度的锻造控制方法，其特征在于：在步骤3）之后，将锻造成型的锻件空冷到280～300℃的温度后，再入退火炉进行锻后热处理，从而使锻件内部组织完全转变，进一步均匀细化锻件内部组织。
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