CN111774511B - 铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法 - Google Patents

铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111774511B
CN111774511B CN202010419252.3A CN202010419252A CN111774511B CN 111774511 B CN111774511 B CN 111774511B CN 202010419252 A CN202010419252 A CN 202010419252A CN 111774511 B CN111774511 B CN 111774511B
Authority
CN
China
Prior art keywords
forging
steel ingot
temperature
controlled
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010419252.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111774511A (zh
Inventor
邢佳
张利
刘承志
李涛涛
刘艳莲
刘永姜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North University of China
Original Assignee
North University of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North University of China filed Critical North University of China
Priority to CN202010419252.3A priority Critical patent/CN111774511B/zh
Publication of CN111774511A publication Critical patent/CN111774511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111774511B publication Critical patent/CN111774511B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/06—Heating or cooling methods or arrangements specially adapted for performing forging or pressing operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K29/00—Arrangements for heating or cooling during processing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

本发明公开了一种铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，包括：将钢锭高度与断面外接圆直径之比控制在1.0～5.0；将钢锭放入加热炉中，以20℃/min～150℃/min将加热炉温度升至1140℃～1160℃，保温1h～3h，翻钢一次后再保温1h～3h；对锻锤预热，预热温度为280℃～320℃；锻锤预热后5s～120s内将钢锭放置在砧座上开始锻造，开锻温度为1040℃～1080℃，锻锤打击频率为20次/min～30次/min，锻造比范围为3～6，终锻温度为900℃～950℃；将锻件在5min～20min内装入热处理炉中，温度为940℃～980℃，保温30min～180min，保温结束后将热处理炉以10℃/min～20℃/min降温至850℃～880℃，随后取出锻件并在1s～60s内移至水中冷却至室温。本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法杜绝了铁锰铝奥氏体钢钢锭锻造裂纹，显著细化了铁锰铝奥氏体钢的晶粒度。

Description

铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法
技术领域
本发明属于材料热加工技术领域，更具体地涉及一种铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法。
背景技术
铁锰铝奥氏体钢是一种新型的轻质高强结构钢材料，其密度可以低至6.5g/cm3，较传统钢的密度降低了15％左右，同时具有较高的强度，屈服强度可达700MPa以上，在交通运输、航空航天、武器装备等领域具有较好的应用前景。
由于铁锰铝奥氏体钢中铝元素的添加，导致铁锰铝奥氏体钢钢液流动性较差，这使得其铸锭内出现铸造缺陷的概率增加；加之这种钢在铸造过程中存在较大的收缩现象，因此铁锰铝奥氏体钢钢锭的组织致密性较差、力学性能较低，需要通过诸如锻造的加工手段来改善组织、提高性能。
但是，由于铁锰铝奥氏体钢中合金元素的大量添加，使得其熔点较低合金钢显著降低，熔点温度范围为1330℃～1430℃，因此这种钢的可锻区间较窄。采用常规高锰钢的锻造工艺容易造成铁锰铝奥氏体钢锻件出现表面裂纹；如果加热温度过高，又容易发生过热或过烧现象；同时，锻造后锻件的晶粒度也不易控制。例如，目前采用金属模铸造制备的铁锰铝奥氏体钢钢锭，如果采用现有的高锰钢锻造方法，则锻造后锻件表面会出现深度大于等于0.5mm的裂纹，且晶粒度小于等于1级。
因此，研发一种铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，使得锻造后锻件表面质量好并且晶粒度较细，确保晶粒度百分之百大于等于2级，满足后续再加工的性能要求，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供了一种铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，以改善铁锰铝奥氏体钢铸造钢锭锻造难、组织致密性不足的问题，能够锻造出晶粒度大于等于2级、表面裂纹深度小于等于0.5mm的铁锰铝奥氏体钢锻件，满足后续再加工的性能要求。
为此，本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法包括以下步骤：
备料步骤，选用质量为5kg～20000kg的铁锰铝奥氏体钢钢锭，去除钢锭头尾部分，将钢锭高度与断面外接圆直径之比控制在1.0～5.0之间；
钢锭加热步骤，将钢锭放入加热炉中，以20℃/min～150℃/min的升温速度将加热炉温度升至1140℃～1160℃，保温1h～3h，随后翻钢一次，将钢锭受热面翻转180度，然后再保温1h～3h；
锻锤预热步骤，对锻造机锻锤进行预热，预热温度控制为280℃～320℃；
锻造步骤，在锻锤预热后5s～120s内将钢锭从加热炉取出，放置在锻造机砧座上开始锻造，开锻温度控制为1040℃～1080℃，锻锤打击频率控制为20次/min～30次/min，锻造比范围控制为3～6，终锻温度控制为900℃～950℃；
热处理步骤，将锻造后形成的锻件在5min～20min内装入预先升温好的热处理炉中，热处理炉的温度控制为940℃～980℃，保温时间控制为30min～180min，保温结束后，将热处理炉以10℃/min～20℃/min的冷却速度降温至850℃～880℃，随后取出锻件，并在1s～60s内移至水中冷却至室温。
优选地，在上述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法中，所述铁锰铝奥氏体钢钢锭的化学成分按质量百分比为Mn：28.00％～32.00％、Al：6.50％～10.50％、C：0.70％～1.20％、Nb：0.01％～0.15％、Si：0.01％～0.60％、P：0.001％～0.005％、S：0.001％～0.010％、其余全部为Fe。
优选地，在上述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法中，所述铁锰铝奥氏体钢钢锭是圆锭、方锭、六边形锭或八边形锭。
优选地，在上述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法中，在所述锻锤预热步骤中，还包括在锻造机砧座上添加玻璃粉润滑剂。
优选地，在上述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法中，在所述锻造步骤中，如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1140℃～1160℃后保温1h～3h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数控制在2次以内。
作为一种具体实施方式，在上述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法中：
在所述备料步骤中，选用质量为30kg的Fe-30Mn-9Al-0.01Nb-1C铁锰铝奥氏体钢圆锭，钢锭高度与底面圆直径之比控制为2.0；
在所述钢锭加热步骤中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温1h，随后翻钢一次，再保温1h；
在所述锻锤预热步骤中，预热温度控制为300℃；
在所述锻造步骤中，在锻锤预热后30s内将钢锭从加热炉取出开始锻造，开锻温度控制为1070℃，锻锤打击频率控制为20次/min，锻造比控制为3，终锻温度控制为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温1h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为1次；
在所述热处理步骤中，将锻件在5min内装入热处理炉中，热处理炉的温度控制为940℃，保温时间控制为60min，保温结束后，将热处理炉以10℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在10s内移至水中冷却至室温。
作为一种具体实施方式，在上述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法中：
在所述备料步骤中，选用质量为85kg的Fe-30Mn-10Al-0.04Nb-1.2C铁锰铝奥氏体钢圆锭，钢锭高度与底面圆直径之比控制为2.8；
在所述钢锭加热步骤中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温1.5h，随后翻钢一次，再保温1.5h；
在所述锻锤预热步骤中，预热温度控制为320℃；
在所述锻造步骤中，在锻锤预热后60s内将钢锭从加热炉取出开始锻造，开锻温度控制为1060℃，锻锤打击频率控制为20次/min，锻造比控制为6，终锻温度控制为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温1.5h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为1次；
在所述热处理步骤中，将锻件在10min内装入热处理炉中，热处理炉的温度控制为950℃，保温时间控制为90min，保温结束后，将热处理炉以20℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在30s内移至水中冷却至室温。
作为一种具体实施方式，在上述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法中：
在所述备料步骤中，选用质量为200kg的Fe-29Mn-7Al-0.02Nb-0.9C铁锰铝奥氏体钢六边形锭，钢锭高度与断面外接圆直径之比控制为5.0；
在所述钢锭加热步骤中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温2h，随后翻钢一次，再保温2h；
在所述锻锤预热步骤中，预热温度控制为300℃；
在所述锻造步骤中，在锻锤预热后120s内将钢锭从加热炉取出开始锻造，开锻温度控制为1040℃，锻锤打击频率控制为30次/min，锻造比控制为4，终锻温度控制为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温2h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为2次；
在所述热处理步骤中，将锻件在10min内装入热处理炉中，热处理炉的温度控制为940℃，保温时间控制为120min，保温结束后，将热处理炉以15℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在60s内移至水中冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法具有如下有益效果：利用本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法锻造制得的铁锰铝奥氏体钢锻件的晶粒度百分之百大于等于2级，表面裂纹深度小于等于0.5mm，具有较好的可再加工性。而且，本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法操作过程简单且性能可靠，对设备的要求较低，易于实现产业化，在交通运输、航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用前景。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
总体上，本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法包括以下步骤：
(1)备料，选用化学成分按质量百分比为Mn：28.00％～32.00％、Al：6.50％～10.50％、C：0.70％～1.20％、Nb：0.01％～0.15％、Si：0.01％～0.60％、P：0.001％～0.005％、S：0.001％～0.010％、其余全部为Fe的铁锰铝奥氏体钢的钢锭，钢锭可以是圆锭、方锭、六边形锭或八边形锭，将铁锰铝奥氏体钢钢锭的质量控制为5kg～20000kg，去除钢锭头尾部分，将钢锭高度与断面外接圆直径之比控制在1.0～5.0之间；
(2)钢锭加热，将钢锭放入加热炉中，以20℃/min～150℃/min的升温速度将加热炉温度升至1140℃～1160℃，保温1h～3h，随后翻钢一次，将钢锭受热面翻转180度，然后再保温1h～3h，由此可以保证钢锭烧透、内外部温度均一；
(3)锻锤预热，对锻造机锻锤进行预热，预热温度控制为280℃～320℃，并在锻造机砧座上添加玻璃粉润滑剂；
(4)锻造，在锻锤预热后5s～120s内将钢锭从加热炉取出，放置在锻造机砧座上开始锻造，开锻温度控制为1040℃～1080℃，锻锤打击频率控制为20次/min～30次/min，锻造比范围控制为3～6，终锻温度控制为900℃～950℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1140℃～1160℃后保温1h～3h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数控制在2次以内；
(5)热处理，将锻造后形成的锻件在5min～20min内装入预先升温好的热处理炉中，热处理炉的温度控制为940℃～980℃，保温时间控制为30min～180min，保温结束后，将热处理炉以10℃/min～20℃/min的冷却速度降温至850℃～880℃，随后取出锻件，并在1s～60s内移至水中冷却至室温。
本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法杜绝了铁锰铝奥氏体钢钢锭锻造裂纹，显著细化了铁锰铝奥氏体钢的晶粒度。按照GB/T 6394检验晶粒度水平，利用本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法锻造制得的铁锰铝奥氏体钢锻件的晶粒度百分之百大于等于2级，表面裂纹深度小于等于0.5mm，具有较好的可再加工性，易于实现产业化，在交通运输、航空航天、武器装备等领域具有广阔的应用前景。
以下结合具体实施例，详细说明本发明的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法。
对照例1
对照例1的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法以质量分数计其化学成分为Fe-30Mn-9Al-0.01Nb-1C的铁锰铝奥氏体钢钢锭为原料，钢锭为圆锭，质量为30kg。去除头尾部分，钢锭高度与底面圆直径之比为2.0。将钢锭装入加热炉，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温1h，随后在1050℃～700℃的温度范围内进行锻造，锻造结束后空冷至室温，锻造后锻件表面出现明显裂纹且部分裂纹深度超过2mm。
实施例1
按照本发明实施例1的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法的步骤如下：
(1)选用Fe-30Mn-9Al-0.01Nb-1C的铁锰铝奥氏体钢圆锭为原料，去除头尾部分，钢锭高度与底面圆直径之比为2.0，质量为30kg；
(2)将钢锭放入加热炉中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温1h，随后翻钢一次，再保温1h；
(3)对锻造机锻锤进行预热，预热温度为300℃，并在锻造机砧座上添加玻璃粉润滑剂；
(4)在锻锤预热后30s内将钢锭从加热炉取出，放置在锻造机砧座上开始锻造，开锻温度为1070℃，锻锤打击频率设定为20次/min，锻造比为3，终锻温度为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温1h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为1次；
(5)将锻造后锻件在5min内装入预先升温好的热处理炉中，热处理炉的温度为940℃，保温时间为60min，保温结束后，将热处理炉以10℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在10s内移至水中冷却至室温。
按照GB/T 6394检验晶粒度水平，实施例1的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法锻造制得的Fe-30Mn-9Al-0.01Nb-1C铁锰铝奥氏体钢锻件的晶粒度为3.0级，表面裂纹较少，裂纹深度小于0.5mm。
对照例2
对照例2的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法以质量分数计其化学成分为Fe-30Mn-10Al-0.04Nb-1.2C的铁锰铝奥氏体钢钢锭为原料，钢锭为圆锭，质量为85kg。去除头尾部分，钢锭高度与底面圆直径之比为1.8。将钢锭装入加热炉，以120℃/min的升温速度将加热炉温度升至1300℃，保温1.5h，随后在1050℃～900℃的温度范围内进行锻造，锻造过程中工件出现大量裂纹和角裂，组织中发生了过烧现象，部分奥氏体晶界熔化，导致钢锭基本失去可锻性。
实施例2
按照本发明实施例2的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法的步骤如下：
(1)选用Fe-30Mn-10Al-0.04Nb-1.2C的铁锰铝奥氏体钢圆锭为原料，去除头尾部分，钢锭高度与底面圆直径之比为2.8，质量为85kg；
(2)将钢锭放入加热炉中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温1.5h，随后翻钢一次，再保温1.5h；
(3)对锻造机锻锤进行预热，预热温度为320℃，并在锻造机砧座上添加玻璃粉润滑剂；
(4)在锻锤预热后60s内将钢锭从加热炉取出，放置在锻造机砧座上开始锻造，开锻温度为1060℃，锻锤打击频率设定为20次/min，锻造比为6，终锻温度为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温1.5h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为1次；
(5)将锻造后锻件在10min内装入预先升温好的热处理炉中，热处理炉的温度为950℃，保温时间为90min，保温结束后，将热处理炉以20℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在30s内移至水中冷却至室温。
按照GB/T 6394检验晶粒度水平，实施例2的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法锻造制得的Fe-30Mn-10Al-0.04Nb-1.2C铁锰铝奥氏体钢锻件的晶粒度为2.5级，表面裂纹较少，裂纹深度小于0.5mm。
对照例3
对照例3的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法以质量分数计其化学成分为Fe-29Mn-7Al-0.02Nb-0.9C的铁锰铝奥氏体钢钢锭为原料，钢锭为六边形锭，质量为200kg。去除头尾部分，钢锭高度与断面外接圆直径之比为5.0。将钢锭装入加热炉，以120℃/min的升温速度将加热炉温度升至1100℃，保温2h，随后在1050℃～900℃的温度范围内进行锻造，锻造结束后将锻件移至热处理炉进行热处理，热处理温度为800℃，保温时间为180min，保温结束后随炉冷却至室温。锻造后锻件表面无明显开裂现象，晶粒度为0.5～1级。
实施例3
按照本发明实施例3的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法的步骤如下：
(1)选用Fe-29Mn-7Al-0.02Nb-0.9C的铁锰铝奥氏体钢六边形锭为原料，去除头尾部分，钢锭高度与断面外接圆直径之比为5.0，质量为200kg；
(2)将钢锭放入加热炉中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温2h，随后翻钢一次，再保温2h；
(3)对锻造机锻锤进行预热，预热温度为300℃，并在锻造机砧座上添加玻璃粉润滑剂；
(4)在锻锤预热后120s内将钢锭从加热炉取出，放置在锻造机砧座上开始锻造，开锻温度为1040℃，锻锤打击频率设定为30次/min，锻造比为4，终锻温度为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温2h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为2次；
(5)将锻造后锻件在10min内装入预先升温好的热处理炉中，热处理炉的温度为940℃，保温时间为120min，保温结束后，将热处理炉以15℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在60s内移至水中冷却至室温。
按照GB/T 6394检验晶粒度水平，实施例3的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法锻造制得的Fe-29Mn-7Al-0.02Nb-0.9C铁锰铝奥氏体钢锻件的晶粒度为2.0级，表面裂纹较少，裂纹深度小于0.5mm。
需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (6)

1.一种铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，其特征在于，所述铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法包括：
备料步骤，选用质量为5kg～20000kg的铁锰铝奥氏体钢钢锭，去除钢锭头尾部分，将钢锭高度与断面外接圆直径之比控制在1.0～5.0之间；
钢锭加热步骤，将钢锭放入加热炉中，以20℃/min～150℃/min的升温速度将加热炉温度升至1140℃～1160℃，保温1h～3h，随后翻钢一次，将钢锭受热面翻转180度，然后再保温1h～3h；
锻锤预热步骤，对锻造机锻锤进行预热，预热温度控制为280℃～320℃；
锻造步骤，在锻锤预热后5s～120s内将钢锭从加热炉取出，放置在锻造机砧座上开始锻造，开锻温度控制为1040℃～1080℃，锻锤打击频率控制为20次/min～30次/min，锻造比范围控制为3～6，终锻温度控制为900℃～950℃；
热处理步骤，将锻造后形成的锻件在5min～20min内装入预先升温好的热处理炉中，热处理炉的温度控制为940℃～980℃，保温时间控制为30min～180min，保温结束后，将热处理炉以10℃/min～20℃/min的冷却速度降温至850℃～880℃，随后取出锻件，并在1s～60s内移至水中冷却至室温；
所述铁锰铝奥氏体钢钢锭的化学成分按质量百分比为Mn：28.00%～32.00%、Al：6.50%～10.50%、C：0.70%～1.20%、Nb：0.01%～0.15%、Si：0.01%～0.60%、P：0.001%～0.005%、S：0.001%～0.010%、其余全部为Fe；
在所述锻造步骤中，如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1140℃～1160℃后保温1h～3h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数控制在2次以内。
2.根据权利要求1所述的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，其特征在于，所述铁锰铝奥氏体钢钢锭是圆锭、方锭、六边形锭或八边形锭。
3.根据权利要求1所述的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，其特征在于，在所述锻锤预热步骤中，在锻造机砧座上添加玻璃粉润滑剂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，其特征在于：
在所述备料步骤中，选用质量为30kg的Fe-30Mn-9Al-0.01Nb-1C铁锰铝奥氏体钢圆锭，钢锭高度与底面圆直径之比控制为2.0；
在所述钢锭加热步骤中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温1h，随后翻钢一次，再保温1h；
在所述锻锤预热步骤中，预热温度控制为300℃；
在所述锻造步骤中，在锻锤预热后30s内将钢锭从加热炉取出开始锻造，开锻温度控制为1070℃，锻锤打击频率控制为20次/min，锻造比控制为3，终锻温度控制为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温1h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为1次；
在所述热处理步骤中，将锻件在5min内装入热处理炉中，热处理炉的温度控制为940℃，保温时间控制为60min，保温结束后，将热处理炉以10℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在10s内移至水中冷却至室温。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，其特征在于：
在所述备料步骤中，选用质量为85kg的Fe-30Mn-10Al-0.04Nb-1.2C铁锰铝奥氏体钢圆锭，钢锭高度与底面圆直径之比控制为2.8；
在所述钢锭加热步骤中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温1.5h，随后翻钢一次，再保温1.5h；
在所述锻锤预热步骤中，预热温度控制为320℃；
在所述锻造步骤中，在锻锤预热后60s内将钢锭从加热炉取出开始锻造，开锻温度控制为1060℃，锻锤打击频率控制为20次/min，锻造比控制为6，终锻温度控制为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温1.5h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为1次；
在所述热处理步骤中，将锻件在10min内装入热处理炉中，热处理炉的温度控制为950℃，保温时间控制为90min，保温结束后，将热处理炉以20℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在30s内移至水中冷却至室温。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法，其特征在于：
在所述备料步骤中，选用质量为200kg的Fe-29Mn-7Al-0.02Nb-0.9C铁锰铝奥氏体钢六边形锭，钢锭高度与断面外接圆直径之比控制为5.0；
在所述钢锭加热步骤中，以80℃/min的升温速度将加热炉温度升至1150℃，保温2h，随后翻钢一次，再保温2h；
在所述锻锤预热步骤中，预热温度控制为300℃；
在所述锻造步骤中，在锻锤预热后120s内将钢锭从加热炉取出开始锻造，开锻温度控制为1040℃，锻锤打击频率控制为30次/min，锻造比控制为4，终锻温度控制为920℃，锻造过程中如果钢锭表面温度低于终锻温度则停止锻造，把钢锭送回加热炉中加热至1150℃后保温2h再取出继续锻造，锻造过程中钢锭返回加热炉的次数为2次；
在所述热处理步骤中，将锻件在10min内装入热处理炉中，热处理炉的温度控制为940℃，保温时间控制为120min，保温结束后，将热处理炉以15℃/min的冷却速度降温至850℃，随后取出锻件，并在60s内移至水中冷却至室温。
CN202010419252.3A 2020-05-18 2020-05-18 铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法 Active CN111774511B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010419252.3A CN111774511B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010419252.3A CN111774511B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111774511A CN111774511A (zh) 2020-10-16
CN111774511B true CN111774511B (zh) 2022-07-12

Family

ID=72753918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010419252.3A Active CN111774511B (zh) 2020-05-18 2020-05-18 铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111774511B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113198956B (zh) * 2021-04-13 2022-02-08 中国科学院金属研究所 一种超高硅含量奥氏体不锈钢的锻造方法
CN114182078A (zh) * 2021-12-03 2022-03-15 上海电气上重铸锻有限公司 一种高强度奥氏体轴类大锻件的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58144420A (ja) * 1982-02-19 1983-08-27 Kawasaki Steel Corp オ−ステナイト系ステンレス大型鍛鋼の製造方法
CN102876996A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 宝山钢铁股份有限公司 一种奥氏体热作模具钢及其制备方法
CN102899580A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 宝山钢铁股份有限公司 一种大截面奥氏体不锈钢厚板及其制造方法
CN106048208A (zh) * 2016-08-12 2016-10-26 武汉钢铁股份有限公司 Fe‑Mn系奥氏体无磁钢锻造方法
CN109628850A (zh) * 2018-12-31 2019-04-16 钢铁研究总院 一种多用途全奥氏体低密度钢及制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58144420A (ja) * 1982-02-19 1983-08-27 Kawasaki Steel Corp オ−ステナイト系ステンレス大型鍛鋼の製造方法
CN102876996A (zh) * 2011-07-14 2013-01-16 宝山钢铁股份有限公司 一种奥氏体热作模具钢及其制备方法
CN102899580A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 宝山钢铁股份有限公司 一种大截面奥氏体不锈钢厚板及其制造方法
CN106048208A (zh) * 2016-08-12 2016-10-26 武汉钢铁股份有限公司 Fe‑Mn系奥氏体无磁钢锻造方法
CN109628850A (zh) * 2018-12-31 2019-04-16 钢铁研究总院 一种多用途全奥氏体低密度钢及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111774511A (zh) 2020-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111774511B (zh) 铁锰铝奥氏体钢钢锭的锻造方法
CN113106206B (zh) 紧固件用1Cr11Ni2W2MoV耐热钢锻件的制造方法
CN107475618B (zh) 一种高强韧低碳含铝中锰形变诱发塑性钢及制备方法
CN109536803B (zh) 一种高延展性低稀土镁合金板材及其制备方法
CN103255351A (zh) 一种高均质大规格超高强度钢锭及其制造方法
CN108103371A (zh) 一种高性能航天紧固件用铝合金线材制作方法
CN111455219A (zh) 用于镍基合金的电子束冷床炉熔炼方法
CN104004955B (zh) 高性能喷射钢的制造方法
CN105861935B (zh) 一种热塑性优良的Fe‑36Ni因瓦合金材料及其制备方法
CN111074103A (zh) 一种压铸铝合金及其精炼工艺
CN113308653B (zh) 一种基于喷射成形的铝锂合金热处理制备方法
CN114438394A (zh) 一种预硬型高抛光塑胶模具钢的生产工艺
CN108486340B (zh) 高碳高铬的不锈钢及其加工方法
CN110468317A (zh) 具有优异室温塑性的镁合金及其制备方法
CN108998710A (zh) 一种手机外壳用铝合金制备工艺
CN112322868A (zh) 一种高合金工模具钢及其制备方法
CN110819781B (zh) 一种高速钢线材循环形变热处理方法
CN108950134B (zh) 冷轧辊用电渣锭的重熔方法
CN111910062A (zh) 一步法钢丝热拔工艺
CN110964959A (zh) 一种高强度镁锂合金
CN114277295B (zh) 一种弱基面织构高强度镁锂合金及其制备方法
CN109022967A (zh) 一种低压铝合金及其制备方法
CN114959493A (zh) 面向氧化物无害化增材制造超低温高强韧不锈钢
CN114774733A (zh) 一种铸轧辊套用高性能铜基合金材料及其制备方法
CN107794419A (zh) 一种铝合金用多元中间合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant