CN112275972B - 一种柱形体钢锻造方法 - Google Patents

一种柱形体钢锻造方法 Download PDF

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    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys

Abstract

本发明提供了一种柱形体钢锻造方法，包括以下步骤：将退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，然后升温至T2摄氏温度后进行第一火次锻造得到第一中间胚；将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温后进行第二火次锻造得到第二中间胚；将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温1.5～2.5小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度；固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度；其中，0.25≤T1/T2≤0.30≤0.70≤T4/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T3/T2≤0.95，0.70≤T6/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T5/T2≤0.95，0.70≤T8/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T7/T2≤0.95。本发明的柱形体钢锻造方法可以使得锻造过程中应力应变分布更均匀，减少了表面开裂，降低了由于裂纹导致的削量，降低了成本。

Description

一种柱形体钢锻造方法
技术领域
本发明涉及锻造领域，具体涉及一种柱形体钢锻造方法。
背景技术
现有柱形体钢锻造工艺为“快锻开坯+径锻成材”或“快锻开坯+快锻成材”，但是现有的锻造方法锻造在快锻开坯过程极易因应力应变分布不均匀产生表面开裂。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种柱形体钢锻造方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在900℃～940℃下进行去应力退火；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度后保温2～4小时，然后升温至T2摄氏温度后保温4～6小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温1.5～2.5小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温1.5～2.5小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度；
其中，0.25≤T1/T2≤0.30≤0.70≤T4/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T3/T2≤0.95，0.70≤T6/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T5/T2≤0.95，0.70≤T8/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T7/T2≤0.95。
发明人通过研究发现，在柱形体钢锻造方法中，通过两个阶段的保温后再进行第一火次锻造，然后再回温后进行后续火次的锻造，通过限定第一火次锻造、第二火次锻造、第三火次锻造的温度与保温温度的关系，以及固溶处理温度与保温温度的关系，可以使得锻造过程中应力应变分布更均匀，减少了表面开裂，降低了由于裂纹导致的削量，降低了成本。
优选地，所述第一火次锻造的始锻温度、第二火次锻造的始锻温度和最终火次锻造的始锻温度符合以下关系，1.00≤T5/T3≤T7/T3≤1.05。
发明人通过研究发现，上述柱形体钢锻造方法中，第一火次锻造的始锻温度、第二火次锻造的始锻温度和最终火次锻造的始锻温度符合上述关系时，能够减少锻件表面的开裂，减少和减小裂纹。
优选地，所述第一火次锻造的终锻实测温度、第二火次锻造的终锻实测温度和最终火次锻造的终锻实测温度符合以下关系，1.00≤T6/T4≤T8/T4≤1.05。
发明人通过研究发现，上述柱形体钢锻造方法中，第一火次锻造的终锻实测温度、第二火次锻造的终锻实测温度和最终火次锻造的终锻实测温度符合上述关系时，能够减少锻件表面的开裂，减少和减小裂纹。
优选地，所述第一火次锻造的始锻温度与T2摄氏温度的关系为：0.92≤T3/T2≤0.94。
发明人通过研究发现，上述柱形体钢锻造方法中第一火次锻造的始锻温度与T2摄氏温度符合上述关系时，能够减少锻件表面的开裂，减少和减小裂纹。
优选地，所述T2摄氏温度为1280℃～1320℃。
优选地，所述固溶温度与T2摄氏温度的关系为：0.85≤T9/T2≤0.90。
发明人通过研究发现，上述柱形体钢锻造方法中固溶温度与T2摄氏温度符合上述关系时，能够减少锻件表面的开裂，减少和减小裂纹。
优选地，所述步骤(1)中，退火的时间为15～20小时。
优选地，所述步骤(6)中，固溶处理的保温时间为2.5～3.5小时。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种柱形体钢锻造方法，本发明的柱形体钢锻造方法，通过两个阶段的保温后再进行第一火次锻造，然后再回温后进行后续火次的锻造，通过限定第一火次锻造、第二火次锻造、第三火次锻造的温度与保温温度的关系，以及固溶处理温度与保温温度的关系，可以使得锻造过程中应力应变分布更均匀，减少了表面开裂，降低了由于裂纹导致的削量，降低了成本。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1180℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即920℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1205℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即938℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1235℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即960℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃；
其中，0.25≤T1/T2≤0.30≤0.70≤T4/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T3/T2≤0.95，0.70≤T6/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T5/T2≤0.95，0.70≤T8/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T7/T2≤0.95。
实施例2
作为本发明实施例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1180℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即940℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1205℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即960℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1235℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即985℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃；
其中，0.25≤T1/T2≤0.30≤0.70≤T4/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T3/T2≤0.95，0.70≤T6/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T5/T2≤0.95，0.70≤T8/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T7/T2≤0.95。
实施例3
作为本发明实施例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1175℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即940℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1195℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即960℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1220℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即985℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃；
其中，0.25≤T1/T2≤0.30≤0.70≤T4/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T3/T2≤0.95，0.70≤T6/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T5/T2≤0.95，0.70≤T8/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T7/T2≤0.95。
对比例1
作为本发明对比例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1100℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即920℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1205℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即938℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1235℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即960℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃。
对比例2
作为本发明对比例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1170℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即920℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1100℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即938℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1235℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即960℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃。
对比例3
作为本发明对比例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1170℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即920℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1205℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即938℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1100℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即960℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃。
对比例4
作为本发明对比例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1170℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即900℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1205℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即938℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1235℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即960℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃。
对比例5
作为本发明对比例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1170℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即920℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1205℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即900℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1235℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即960℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃。
对比例6
作为本发明对比例的一种柱形体钢锻造方法，所述方法包括以下步骤：
(1)冶炼钢锭；
(2)将步骤(1)得到的钢锭在920℃下进行去应力退火15小时；
(3)将步骤(2)退火后的钢锭升温至T1摄氏温度，即350℃后保温3小时，然后升温至T2摄氏温度，即1300℃后保温5小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，即1170℃，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度，即920℃；
(4)将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，即1205℃，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度，即938℃；
(5)将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温2小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，即1235℃，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度，即900℃；
(6)对步骤(5)处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度，即1100℃。
发明人应用实施例1-3和对比例1-6的锻造方法锻造后，经过检测统计，发现实施例锻造得到的锻件表面，相比于对比例锻造得到的锻件表面而言，裂纹减少了，而且减小了。说明通过控制0.25≤T1/T2≤0.30≤0.70≤T4/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T3/T2≤0.95，0.70≤T6/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T5/T2≤0.95，0.70≤T8/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T7/T2≤0.95，可以减小锻造方法获得的锻件表面的裂纹。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种柱形体钢锻造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）冶炼钢锭；
（2）将步骤（1）得到的钢锭在900℃~940℃下进行去应力退火；
（3）将步骤（2）去应力退火后的钢锭升温至T1摄氏温度后保温2~4小时，然后升温至T2摄氏温度后保温4~6小时后进行第一火次锻造得到第一中间胚，第一火次锻造的始锻温度为T3摄氏温度，第一火次锻造的终锻实测温度为T4摄氏温度；
（4）将第一中间胚加热至T2摄氏温度保温1.5~2.5小时后进行第二火次锻造得到第二中间胚，第二火次锻造的始锻温度为T5摄氏温度，第二火次锻造的终锻实测温度为T6摄氏温度；
（5）将第二中间胚加热至T2摄氏温度保温1.5~2.5小时后进行最终火次锻造成材，空气冷却，最终火次锻造的始锻温度为T7摄氏温度，最终火次锻造的终锻实测温度为T8摄氏温度；
（6）对步骤（5）处理后的钢材进行固溶处理，固溶处理的固溶温度为T9摄氏温度；
其中，0.25≤T1/T2≤0.30，0.70≤T4/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T3/T2≤0.95，0.70≤T6/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T5/T2≤0.95，0.70≤T8/T2≤0.80≤T9/T2≤0.90≤T7/T2≤0.95；
所述第一火次锻造的始锻温度、第二火次锻造的始锻温度和最终火次锻造的始锻温度符合以下关系，1.00≤T5/T3≤T7/T3≤1.05；
所述第一火次锻造的终锻实测温度、第二火次锻造的终锻实测温度和最终火次锻造的终锻实测温度符合以下关系，1.00≤T6/T4≤T8/T4≤1.05；
所述T2摄氏温度为1280℃~1320℃。
2.根据权利要求1所述的柱形体钢锻造方法，其特征在于，所述第一火次锻造的始锻温度与T2摄氏温度的关系为：0.92≤T3/T2≤0.94。
3.根据权利要求1所述的柱形体钢锻造方法，其特征在于，所述固溶温度与T2摄氏温度的关系为：0.85≤T9/T2≤0.90。
4.根据权利要求1所述的柱形体钢锻造方法，其特征在于，所述步骤（2）中，去应力退火的时间为15~20小时。
5.根据权利要求1所述的柱形体钢锻造方法，其特征在于，所述步骤（6）中，固溶处理的保温时间为2.5~3.5小时。
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