CN113759090A - 消除锻造和热处理影响的锻造试验方法 - Google Patents

消除锻造和热处理影响的锻造试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，包括以下步骤：在相同规格的原材料上获取多组试验试样，所有试验试样的厚度一致；依次对每一组试验试样进行锻造；将锻造完成的所有试验试样加工至同一厚度；依次对每一组试验试样进行热处理，同一组试验试样的热处理工艺相同；对每一个试验试样进行取样，并对样品进行检测试验加工和理化测试，得到每个样品的性能；据性能测试结果，统计分析，得出锻造工艺参数与组织性能关系，识别最佳性能，确定最佳锻造工艺参数。该试验方法基本上消除了锻造过程和热处理过程的干扰因素，最终得到的数据更加准确可靠，更有利于获取真实的材料本质规律，适用于任意金属材料的锻造试验。

Description

消除锻造和热处理影响的锻造试验方法
技术领域
本发明涉及锻造试验技术领域，尤其是一种消除锻造和热处理影响的锻造试验方法。
背景技术
钛合金、钢及高温合金等金属材料锻件，为了获得最佳的组织性能，通常需要进行锻造工艺试验研究，以获取最佳的锻造工艺参数，对于新研制的材料，尤其重要。现有的锻造工艺试验，通常有两种情况，一种是锻造变形前初始厚度尺寸(一般为锻件长、宽、高或者直径等尺寸中的最小尺寸)相同，如申请号201911266620.9的发明申请，变形后厚度尺寸有差异，然后采用相同的热处理制度同时热处理；另一种锻造变形前初始厚度尺寸不同，变形后厚度尺寸相同，然后采用相同的热处理制度同时热处理。第一种试验方法基本可以消除锻造过程的差异，但是不能排除后期热处理对不同厚度对组织性能的影响，特别是淬透性对性能影响比较大的材料。后一种试验方法可以消除热处理过程的差异，但是因为锻造前的厚度差异，也难免存在加热时间等因素对最终性能产生一定的影响。因此，迫切需要找到一种可以尽可能消除锻造和热处理等不同因素对锻造工艺试验产生干扰的试验方法，从而获得更优的锻造工艺参数，以指导实际生产，获取最佳的锻件组织性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，获得更优的锻造工艺参数，以指导实际生产，获取最佳的锻件组织性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，包括以下步骤
A、在相同规格的原材料上获取多组试验试样，所有试验试样的厚度一致；
B、依次对每一组试验试样进行锻造，同一组试验试样的锻造工艺相同，不同组试验试样的锻造工艺不同；
C、将锻造完成的所有试验试样加工至同一厚度；
D、选用相同的热处理设备依次对每一组试验试样进行热处理，同一组试验试样的热处理工艺相同；
E、对每一个试验试样进行取样，并对样品进行检测试验加工和理化测试，得到每个样品的性能；
F、据性能测试结果，统计分析，得出锻造工艺参数与组织性能关系，识别最佳性能，确定最佳锻造工艺参数。
进一步地，步骤B中，选用同一锻造设备对每一组试验试样进行锻造。
进一步地，步骤D中，选用同一热处理设备对每一组试验试样进行热处理。
进一步地，步骤E中，采用同一加工设备对所有样品进行试验加工，采用同一测试设备对所有样品进行理化测试。
进一步地，步骤E中，每个试验试样的取样位置相同。
本发明的有益效果是：锻造变形前所有试验试样的初始厚度尺寸相同，针对不同的工艺参数，得到不同的变形后的尺寸，在热处理前将所有试验试样加工至相同的厚度大小，确保后期热处理过程的同一性，最终建立锻造工艺参数与组织性能间关系，获取最佳的锻件组织性能，确定合适的锻造工艺参数，以指导实际生产。该试验方法基本上消除了锻造过程和热处理过程的干扰因素，最终得到的数据更加准确可靠，更有利于获取真实的材料本质规律，适用于任意金属材料的锻造试验。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
本发明的消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，包括以下步骤：
A、在相同规格的原材料上获取多组试验试样，最好是在同一原材料上锯切试验试样，保证材料的一致性。所有试验试样的厚度一致，从而消除锻造过程中的干扰因素带来的不确定性的影响。试验试样的厚度为试验试样的最小外形尺寸。每一组试验试样均包含多个试验试样，提高样本数量，可以得到更多的试验数据，以便于后续优化锻造工艺。
B、选用同一锻造设备依次对每一组试验试样进行锻造，同一组试验试样的锻造工艺相同，不同组试验试样的锻造工艺不同。采用同一套锻造设备对各组试验试样进行锻造，降低了锻造设备本身的误差等带来的干扰因素，有利于在研究锻造工艺与锻后组织性能的关系时消除不确定性因素，保证研究结果的准确性。不同组的试验试样采用不同的锻造工艺，以研究锻造工艺对材料性能的影响，从而确定更优的锻造工艺。
C、将锻造完成的所有试验试样加工至同一厚度，可消除后续热处理过程中因试验试样厚度差异造成的对材料组织性能的影响。
D、选用同一热处理设备依次对每一组试验试样进行热处理，同一组试验试样的热处理工艺相同。选用同一热处理设备对各组试验试样进行热处理，降低了热处理设备本身的误差等带来的干扰因素，提高试验结果的准确性。
E、对每一个试验试样进行取样，每个试验试样的取样位置相同，且每个样品的形状和尺寸也相同。对样品进行检测试验加工和理化测试，采用同一加工设备对所有样品进行试验加工，采用同一测试设备对所有样品进行理化测试，得到每个样品的性能。
F、记录每一组试验试样的锻造工艺以及样品的性能数据，据性能测试结果进行统计分析，得出锻造工艺参数与组织性能关系，识别最佳性能，确定最佳锻造工艺参数。
实施例一
在本实施例中，试验试样选用的材料为新型TB18钛合金，试验试样规格为φ150×120mm，数量为4组，按照四组不同的变形量设计，分别为15％、30％、45％、60％，对应变形后的尺寸分别为145(长)×120(宽)×120(厚)mm、170(长)×110(宽)×110(厚)mm、215(长)×100(宽)×100(厚)mm、295(长)×85(宽)×85(厚)mm。
对每一组试验试样制定锻造工艺，然后采用16MN快锻机分别对4组试验试样进行锻造，使试验试样的变形量达到设定值。
将所有试验试样的厚度尺寸加工至85mm，对试验试样的上下表面进行加工，上下表面的加工量保持一致。然后采用相同的热处理设备、相同的热处理工艺对每一组试验试样进行热处理。
在热处理完成后的试验试样上进行取样，取样位置保持一致，如均在试验试样的中部取样，所有样品的尺寸、形状等保持一致。然后采用同一加工设备对所有样品进行试验加工，采用同一测试设备对所有样品进行理化测试，得到每个样品的性能。
比较样品的性能，分析材料的变形量、锻造工艺和性能之间的关系，得到材料的最佳性能对应的变形量以及锻造工艺。
本发明可有效消除锻造过程和热处理过程的干扰因素，最终得到的数据更加准确可靠，更有利于获取真实的材料本质规律，适用于任意金属材料的锻造试验。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，其特征在于，包括以下步骤
A、在相同规格的原材料上获取多组试验试样，所有试验试样的厚度一致；
B、依次对每一组试验试样进行锻造，同一组试验试样的锻造工艺相同，不同组试验试样的锻造工艺不同；
C、将锻造完成的所有试验试样加工至同一厚度；
D、依次对每一组试验试样进行热处理，同一组试验试样的热处理工艺相同；
E、对每一个试验试样进行取样，并对样品进行检测试验加工和理化测试，得到每个样品的性能；
F、据性能测试结果，统计分析，得出锻造工艺参数与组织性能关系，识别最佳性能，确定最佳锻造工艺参数。
2.如权利要求1所述的消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，其特征在于，步骤B中，选用同一锻造设备对每一组试验试样进行锻造。
3.如权利要求1所述的消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，其特征在于，步骤D中，选用同一热处理设备对每一组试验试样进行热处理。
4.如权利要求1所述的消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，其特征在于，步骤E中，采用同一加工设备对所有样品进行试验加工，采用同一测试设备对所有样品进行理化测试。
5.如权利要求1所述的消除锻造和热处理影响的锻造试验方法，其特征在于，步骤E中，每个试验试样的取样位置相同。
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