7-大型锻件及其制造工艺-聂绍珉
大型筒体锻件的成形制造技术
锻压 技术
第３２卷
又是承受温度、压力和中子辐照的主体，所以，其 质量及使用寿命将决定着整个核反应堆的使用寿命 及运行安全性。
Ｉ
Ｆ ｈ支Ｊｒ一１
图２加氢反应器结构不慈图 １．顶部弯管２．封头３．筒节（８个） ４．热偶法兰
５．底部弯管６．卸料管７．冷氢法兰８．裙座
Ｆｉｇ．２ Ｈｙｄｒｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｏｒ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｒａｍｅ
此外，大型筒体锻件也是大型煤液化装置和乙 烯装置制造的关键。我国一次性能源特点是煤多油 少，因此，可以通过煤液化装置将较多的煤矿资源
州ｔｉｏｎ 表１ ＡＳＭＥ ＳＡ５０８ｃ１．３钢成分（％，质量分数）
髓Ｍｅ １
ｏｆ ＡＳＭＥ ＳＡ５０８ｃ１．３ ｓｔｅｅｌ（％，ｍ躐ｆｒａｃｔｉｏｎ）
２．２５ＣｒｌＭ００．２５Ｖ。
表３ ＡＳＭＥ ＳＡ３３６ Ｆ２２Ｖ钢成分
Ｔａｂｌｅ ３ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ
ＭＥ ＳＡ３３６ Ｆ２２Ｖ ｓｔｅｅｌ
（２）较好的低温韧性和冲击韧性。夏比上平台 能≥１２０ Ｊ，无延性转变温度ＴＮ盯＜一１２℃。
（３）抗中子辐照能力强。要求ＲＰＶ经快中子 辐照后，其参考无延性转变温度增量ＡＲＴＮＤＴ尽量 小，一般要求不超过５０℃。
（４）再热裂纹敏感性应极低。要求再热裂纹指 数ＡＣｒ＜：Ｏ．１５［４｜。
为满足上述要求，世界各国都一直致力于ＲＰＶ 大型筒体锻件用钢的研究，主要为ＭｎＭｏ钢、Ｍｎ— ＭｏＮｉ钢和ＣｒＮｉＭｏＶ钢等。欧美各国和日本现在主 要采用美国ＡＳＭＥ标准的ＳＡ５０８ｃ１．３系列钢种，其 主要成分如表１所示Ｅ５｜。ＡＳＭＥ ＳＡ５０８ｃ１．３是一种 低碳、低合金、高强度、高韧性的合金结构钢，具 有良好的可锻性和可焊性，其高温基本力学性能 （表２）符合上述ＲＰＶ制造条件要求。俄罗斯则采 用ＣｒＮｉＭｏＶ系列钢种，典型１５Ｘ２ＨＭＯＡ钢高温
从《锻造工艺过程及模具设计》教材看锻造工艺发展的新进展
程 专业 的学生 社会 需求量 很 大 ， 对 学 生培养 模 式 、 而
所 使 用 的 教 材 等 方 面 都 提 出 了 更 新 和 更 高 的要 求 。
收稿 日期 ：０ １ ０ — ５ ２ １ － ７ １ 作者简介 ： 亚民（９ ８ ） 男 ， 国塑性工程领 域知名教授 ， 期从 胡 １４ 一 ， 我 长
造 工艺 过 程及 模 具 设计 》 材 ， 材按 ３ 教 教 ６个 学 时 编
写 。 加 编写 的同志 既具有 丰 富教学 经验 ， 在 各 自 参 又 负 责 编 写 的章 节 领 域 上 有 一 定 研 究 成 果 。
事塑性工程的教 学科研工作
Ｅｘｐ ｏ ｔ ｔｏ ｎｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｏ ｏ ｏ ｔ ｏ ｏ ｗａ ｅ ｏ ａ ｎ ｔ ａ ｓ ｉｓｏ ｓ ｆ ｌ ｉａ ｉ ｎ ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｔ ｒｃ ｎ ｒ ｌｓ ｆ ｔ ｒ ｆｍ ｉ ｒ ｎ ｍ ｓ ｉ ｎ ｈａ ｔ
中 图 分 类 号 ： Ｇ３ ６ Ｔ ０ 文献标 识码 ： Ａ
１
引言
从 ２ ０世பைடு நூலகம்纪 ５ ０年 代 开 始 包 括 国 内 翻 译 前 苏 联 布
材 料 成 形 技 术 在 机 械 制 造 行 业 具 有 非 常 广 泛 的 应 用 前 景 ，国 内外 正 在 发 展 净 形 或 近 似 净 形 （ ｔ Ｎｅ Ｓ ａ ｅ ｏ ａ ｔ Ｓ ａ ｅ 即 上 世 纪 ７ ｈ ｐ ｒ Ｎｅ ｒ Ｎｅ ｈ ｐ ， ０年 代 所 说 的 “ 无切 削 ”加工技 术 ， 而不 仅材 料成 形 与控制 工 少 ） 因
３ 四 川 普 什 模 具 有 限 公 司 ＣＢ 技 术 部 ， 川 宜 宾 ６ ４ ０ ） ． 四 ４ ０ ７
孟少农机械加工工艺手册
孟少农机械加工工艺手册农机械加工工艺是指对农机械零部件进行加工、组装和调试的一系列工作。
为了提高农机械的质量和性能，孟少农机械公司对其加工工艺进行了深入研究和总结，并编写了本手册。
本手册旨在为农机械加工工作者提供一份详细的指导，以确保加工工艺的准确性和可靠性。
一、加工准备：1. 准备工作环境：保持加工车间干燥、清洁，避免灰尘和杂物对加工质量的影响。
2. 准备加工设备和工具：确保加工设备的完好无损，需要使用的工具应具备合适尺寸、锋利度和耐磨性。
3. 熟悉加工工艺流程：了解所需加工工序的顺序和要求，确保顺利进行。
二、零部件加工：1. 零件分析：对待加工的零部件进行分析，了解其结构特点和加工要求，为后续加工工作做好准备。
2. 制定加工工艺路线图：根据零部件的形状、尺寸和加工工艺要求，确定加工工艺路线图，包括粗加工、精加工、组装等步骤。
3. 材料准备：选择合适的材料，保证其质量和性能，确保加工出的零件达到设计要求。
4. 粗加工：根据零部件的形状和尺寸要求，进行粗加工，包括钻孔、铣削、车削等操作。
5. 热处理：根据零部件的要求，对其进行热处理，包括淬火、回火等过程，增加零件的硬度和强度。
6. 精加工：对已粗加工的零部件进行精加工，包括磨削、研磨等操作，以提高零件的尺寸精度和表面质量。
7. 表面处理：对精加工后的零部件进行表面处理，包括镀层、喷涂等操作，提高零件的耐腐蚀性和美观度。
8. 组装调试：按照设计要求，将加工好的零部件进行组装，并进行调试和检验，确保其正常运转和使用。
三、质量控制：1. 加工工艺监控：对每个加工工序进行监控，确保加工过程的准确性和稳定性。
2. 质量检验：对加工好的零部件进行质量检验，包括尺寸精度、表面质量、装配质量等方面，以保证加工质量符合标准要求。
3. 不良品处理：对发现的不良品进行分类和处理，包括重做、返工、报废等措施，以确保出厂产品的质量。
孟少农机械加工工艺手册是基于多年的经验和实践总结而成，它为农机械加工工作者提供了一套详细的操作指南。
大型船用轴系锻件制造工艺研究
格 和质 量要 求 的锻 件 ． 在 锻 造 和 热处 理 方 面 都 面
临极大 的挑 战 ：
１ ． １ 锻 造
图 ３ 螺 旋 桨 轴 锻 件 图
Ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ｅ ３ Ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ｄ ｒ ａ ｗ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｌ ｌ ｅ ｒ ｓ ｈ ａ ｆ ｔ
ａ ｎ ｄ ａ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｎ ｇ ｗｉ ｄ ｅ ａ ｎ ｖ ｉ ｌ ｆ ｏ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ．
Ｃｈ ｅ ｎ Ｊ ｕ ｎ，Ｈｏ ｕ Ｓ ｈ ａ ｏ ｑ ｉ ｎ， Ｍａ ｏ Ｃｈ ｕ ａ ｎ ｇ
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔｈ ｅ ｑ ｕａ ｌｉ ｉｅ ｆ ｄ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｍａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｓ ｈ ａ ｆ ｔ ｉ ｎｇ ｆ ｏ ｒ ｇ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｄ ｂｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｉ ｃ ｔ ｌ ｙ
《 大型铸锻件》
ＨＥＡＶＹ ＣＡＳ ＴＩ ＮＧ ＡＮＤ ＦＯＲＧＩ ＮＧ
Ｎｏ ．１
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０ １ ５
大 型 船 用 轴 系锻 件 制造 工 艺研 究
陈 俊 侯 少钦 毛 闯
（ 二重集团 （ 德 阳） 重 型装备 股份 有限公司大型铸锻件研究所 ， 四川 ６ １ ８ ０ １ ３ ）
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ： ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｍａ ｒ ｉ ｎｅ ｆ ｏ ｒ ｇ ｉ ｎｇ ｓ；ｍａ ｎｕ ｆａ ｃ ｔ ｕｒ ｉ ｎ ｇ ｐｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ；ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｃ ａ ｌ ｐｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ
大锻件锻造拔长砧型
30
塑性工程学报
第 16 卷
31 2 应变分析 设定锻坯内等效应变ε< 01 2 的区域为小变形
区 , ε≥01 2 的区域为大变形区 。V 型砧完成 20 %压 下后 , A2A 截面的变形区分布如图 5 所示 。
通过图 6 可以看出 , 当 117°≤θ≤153°时 , 增大 θ, 可以增大锻坯心部及其附近的特征点 P0 和 P1 处的等效应变 , 当θ= 153°时 , 锻坯心部 P0 处的等 效应变达到最大值 01 38 ; 另一方面 , θ的增大使位 于锻坯次表层的点 P2 和 P′2 处的等效应变减小 , 当 θ= 117°时 , 点 P2 和 P′2 分别获得了最大等效应变 01 13 和 01 30 。当θ= 162°时 , 小变形区内 P2 处的等 效应变略有增大 , 其余 4 点的等效应变均明显减小 。
Research on shape anvils f or dra wing in free hot f orging
ZHAO Ling2ling DU Feng2shan HUAN G Hua2gui AN Zi2jun (College of Mechanical Engineering , Yanshan University , Qinhuangdao 066004 China)
《锻造工艺及模具设计》课程简介
《锻造工艺及模具设计》课程简介一、课程基本概况课程名称：锻造工艺及模具设计课内总学时：32 其中：讲课学时28；实验学时4。
学分：3课程类别：专业课课程要求：选修授课对象：机械类学生开课学期：第六学期先修课程：机械原理、机械设计、工程图学等技术基础课选用教材：锻造工艺学姚泽坤西安：西北工业大学出版社 1998.7主要教学参考书：[1] 吕炎锻造工艺学北京：机械工业出版社 1995.5[2] 张志文锻造工艺学西安：西北工业大学 1983.5主讲教师：机电工程系何忠保二、课程的性质和任务锻造工艺及模具设计是材料成型及模具专业的一门专业课。
本课程是研究金属材料体积成形原理、方法和质量控制的技术科学锻造工艺及模具设计课程中介绍的锻造工艺学是利用塑性成形原理，研究如何利用各种锻造工艺有效生产锻件的一门技术科学，实践性较强；同时也是探讨理论知识与生产实际结合的一门应用技术。
从中可以学到分析问题、解决生产实际问题的方法。
在模具制造方面，在金属材枓的选择及热处理知识的基础上，了解材料模具制造特点，能根据不同情况选用模具型腔加工新工艺。
三、课程的主要内容与基本要求1．了解锻造的概念，优势和分类，应用领域，原材料、锻前加热、锻后冷却及热处理。
2．了解自由锻加工过程中金属变形的微观与宏观的基本规律，以及自由锻工序特点、锻件分类、锻件基本工序分析和自由锻工艺规程的制定3．掌握模锻特点、应用、模锻件分类、锻件图设计、终锻型槽设计、预锻型槽设计、制坯工步选择、制坯型槽设计、模锻后续工序类别和作用。
4．了解锻造行业和CAD/CAE/CAM的现状、发展趋势和常用软件。
5．根据所学知识，对金属的流动、产品质量、产量和产品的形状和尺寸等有关因素进行相应分析，能基本制定或选择出优质、高产、低消耗的生产工艺。
大型强力旋压机的偏载力分析
维普资讯
圜
。 里 压ｌ ＿ 大 型 强 力 旋 压 机 的 偏 载 力 分 析
目前对于偏 载力 的研究相对滞 后 ，在 国内外 尚未发 现相关 的文献。采用 弹塑性理论模 型描述偏载 问题是十 分 困难 的，工程上尚无计算偏 载力 的有效 方法。在旋压 机设计 时，通常是将偏载 力设定 为额定径 向力 的 ３ ％。 ０
时 ，筒体伸长 ，从而成形为薄壁筒形零件 。 旋压过程 中，旋轮对工件的旋 压力是重要 的技术参
ｆ ） ％
毛坯壁厚差 ６ ，
０ ，０ １ ．１ ． ５， ０ ２， ０ ２ ． ．５
芯模偏心值 ６
０ ０ ． ３， ０ ０ ． ４， ０ ０ ． ５， ０ ０８，０． ． １
５ １ ，２ ， ０ ０，
３ ０，４ ０
毛坯 外 径
２ ０Ｄ ８Ｈ
若 毛坯最 大 、最 小壁 厚差 为 ６ ，芯模 中心 与旋 压 机 回转 中心 的偏 心 距 为 ，其 几 何关 系如 图 ｌ 、图 ２
（０ ８ ３ ０ ２０ ０ ２ ）
３ ．带料柄锻造工艺
带料柄和球面镦粗板使 锻件端面流动较 小 ，防止 凹 产生。其 原理 为利 用最 小 阻力 定律 限制 金属 端 面流
ｌ 呈 笙 ！塑 垫丝 堡 箜 参磊 盈 ！ 箜 ！ 董 工，ｕ ￣－ Ｊｒ ｊ
Ｗ Ｗ Ｗ． ａｃｈ ｎｆ ． ｏｍ ｃｎ ｍ ｆ ｓｔ ｃ
大提高 。 本文 以 ｌＯ 级大型三旋轮强力旋压机为例 ，对筒形 Ｏｔ 件旋压 的偏载力进行较为深入的分析 ，确定 其影响 因素
2011年《铸造工程》总目次
Ｓ元素 的添 加对快冷 Ｔ合金组织 与力学性能 的影响… …… …………………………………高凯雄 ，寇生 中，尚沙 沙 ，等 （ －４ ｉ ｉ ５１ ） 原铝液加 工 电工 圆铝 杆的 工艺改进与控制 ……………………………… …… ……………………………………………钏飞 （ －８ ５１ ）
大 型轮带 铸造 中的应 力预 测……… …… ……………………………………… ………………………………刘云 峰，沈丙振 （ －６ ６２ ） 基 于数值 模拟分析 的铝合金缸 盖罩压铸 工艺优化 …………………………… ……………………………………………于波 （ －８ ６２ ）
生 产 技 术
２１ ６ ｌ ＝ ｏ年 期 ｓｊ ｌ第 ｌ
ｉ 思目 Ｍ Ｉ ， Ｎｋ １ 次 ＡＮ（ Ｉ ５ ｇ （ Ｎ Ｏ
低压 铸造模 具水雾冷 却的研究 ………………………… ………………………………… …… ……周洪海 ，赵铁 石 ，杜德 喜 （ －４ ６２ ）
计算 机应 用
铸 造 Ｃ 的 应 用 现 状 及 未 来 趋 势 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 刘 云 峰 ， 张 扬 （ ．０ ＡＥ １２ ）
大 型 钢 锭 模 铸 造 工 艺 的 研 究 与应 用 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… …… … … … 李 立 ， 陈 维 明 ， 张 晓 博 （ ． ） ６５
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研究生课程教学大纲
课程所属类别：硕士
课程编号：2080503007
课程名称：大型锻件及其制造工艺概论
开课院系：机械学院塑性成形系任课教师：聂绍珉
先修课程：适用学科范围：
学时：24 学分：1.5
开课学期： 2 开课形式：讲授
课程目的和基本要求：（200字左右）
讲述大型锻件在国民经济、国防建设、特别是在装备制造中的作用和意义，国内外主要大锻件的生产水平。
使学生了解大型锻件的力学基础和制造工艺过程、大型锻件在制造过程各环节中存在的主要问题、大型锻件的特殊锻造方法及其力学机理、典型大锻件的锻造工艺。
要求学生对大锻件的特殊质量要求、特殊制造工艺及其存在的主要问题有基本的了解。
课程主要内容及学时分配：（1000~1500字）
第一章绪论介绍大型锻件的特点及基本概念、国内外大型锻件及主要工艺装备的发展水平、主要研究方向及课程内容。
（2学时）
第二章金属塑性加工的经典理论及现代方法应力分析；应变分析；基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程；屈服条件及其几何表达；全量理论及增量理论；
变形力学简图；金属的塑性及其影响因素、提高塑性的工艺因素；变形抗力及其影响因素；研究金属塑性变形的现代方法。
（3学时）
第三章现代炼钢技术电弧炉炼钢的发展概况及电弧炉的结构。
碱性电炉炼钢工艺过程：炉料及其准备，熔化期，氧化期，还原期，出钢。
大锻件用钢的炉外精炼：钢包吹氩法，钢液的真空处理，炉外精炼的基本手段（LD法、LL法、TD 法、RH法、DH法）。
大锻件用钢钢包精炼的主要工艺：ASEA-SKF法及Finkl—Mohr法，LF和LFV法，VOD法，V AD法，AOD法。
钢包喷射冶金法：TN法，SL法，CAB法。
电渣重熔法—ESR。
（4学时）
第四章大型锻件用钢锭及铸锭技术大型钢锭的类型：普通钢锭，短粗型钢锭，短冒口钢锭，细长型钢锭，空心钢锭，多锥度钢锭，电渣重熔钢锭。
铸锭工艺：
铸锭中钢液发生的物理化学变化，普通铸锭法：大气环境浇注、上注法、下注法、惰性气体保护，真空铸锭法：普通真空铸锭、真空吹氩铸锭；钢锭的缺陷：偏析（偏析的种类、危害及减轻偏析的措施），非金属夹杂（种类、形成机理、存在的形态及危害、消除或改善措施），气体（种类、铸锭中气体的形成机理、钢锭中的气体分布规律、危害），孔洞（种类、形成机理、危害及预防措施）。
（3学时）
第五章大锻件的锻造热规范大锻件的加热方法。
锻件加热中产生的缺陷：氧化（发生机理及影响因素、对锻件质量的影响及减轻或消除措施），脱碳（发生机理及影响因素、减轻和消除的措施），过热（发生机理及影响因素、对锻件质量的影响、减轻和消除的措施），过烧（钢的过烧温度、发生机理、对锻件质量的影响、改善或消除措施），裂纹（温度应力引起的裂纹、组织应力引起的裂纹、残余应力引起的裂纹）。
锻造加热规范的制定及典型大锻件的加热规范。
锻造后的冷却。
冷却中常见的缺陷：裂纹（温度应力引起的缺陷、组织应力引起的缺陷、残余应力引起的缺陷），白点（影响因素、形成温度、危害），网状碳化物，石状断口。
锻后冷却规范。
（4学时）
第六章大锻件的主要锻造工序大锻件锻造的任务。
锻造比及计算方法，典型锻件的锻比。
孔洞的焊合：孔洞焊合的过程，孔洞焊合的三个条件。
锻造对大锻件组织和性能的影响。
镦粗：种类，应力和变形特点，镦粗变形时的孔洞焊合，主要质量问题，改善变形不均匀性的措施。
拔长：矩形截面坯料拔长，圆形截面坯料拔长（圆坯料平砧拔长、型砧拔长），拔长时的内部孔洞缺陷的焊合（压下量对孔洞焊合的影响、砧宽对孔洞焊合的影响、砧型对孔洞焊合的影响）。
芯棒拔长：变形特点，刚端对材料流动的影响，主要缺陷及改善措施。
冲孔；
马杠扩孔。
（4学时）
第七章大锻件的特殊锻造方法FM锻造法：FM锻造法原理，工艺参数，对FM 锻造法的发展—无横向拉应力锻造法，存在的问题。
中心压实（JTS）锻造法：工艺要点和原理，工艺参数，工艺特点，存在的问题。
WHF锻造法：概念和原理，工艺参数，工艺特点。
KD锻造法；TER锻造法；SUF锻造法；A VO锻造法；FML锻造法。
上世纪80年代特殊锻造方法的应用情况。
（2学时）
第八章典型大锻件产品的锻造工艺600MW汽轮机低压转子生产工艺：性能指标；
冶炼工艺；钢锭浇注。
锻造：加热规范，火次和锻比分配，变形工艺。
锻后热处理（第一热处理）；粗加工；超声探伤；调质处理（第二热处理）；最终检验。
（2学时）
课程主要教材：
自编讲义：大型锻件锻造工艺概论
主要参考文献：
1．锻造成形理论与工艺吕炎机械工业出版社
2．大型锻件材料及热处理康大韬龙门书局
撰写人：系主任（签字）：主管院长（签字）：
制定时间：年月日。