关于锻造加热的影响因素

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锻造件退火工艺

锻造件退火工艺

锻造件退火工艺1. 引言锻造是一种常见的金属加工工艺,通过对金属材料施加压力来改变其形状和性能。

然而,在锻造过程中,金属材料往往会产生应力和变形,从而导致材料的硬化和脆化。

为了消除这些不良效应并提高锻造件的性能,退火工艺被广泛应用。

2. 锻造件退火的目的锻造件退火的主要目的是通过热处理来改善材料的机械性能和物理性质。

具体而言,退火可以实现以下几个方面的目标:•消除内部应力:在锻造过程中,金属材料会产生内部应力。

通过退火,可以使材料中的应力得到释放,从而减少变形和裂纹的风险。

•提高塑性:锻造过程中金属材料会发生冷变形,导致其塑性降低。

通过退火,可以恢复材料的塑性,并减少断裂风险。

•改善晶粒结构:锻造过程中金属材料会发生晶粒细化现象,从而导致材料的硬化。

通过退火,可以使晶粒重新长大,提高材料的强度和韧性。

•消除变形组织:锻造过程中金属材料会产生变形组织,如层状组织、网状组织等。

通过退火,可以消除这些变形组织,使材料的结构更加均匀。

3. 锻造件退火的工艺锻造件退火的工艺包括以下几个步骤:3.1 加热将锻造件放入加热炉中进行加热。

加热温度应根据材料的种类和要求来确定。

一般来说,加热温度应略高于材料的再结晶温度。

3.2 保温当锻造件达到所需温度后,需要进行一段时间的保温。

保温时间应根据材料的厚度和尺寸来确定。

一般来说,较厚的锻造件需要较长的保温时间。

3.3 冷却在保温结束后,需要将锻造件从加热炉中取出,并进行冷却处理。

冷却方法有多种选择,如空冷、水冷、油冷等。

具体的冷却方法应根据材料的种类和要求来确定。

3.4 等温处理在冷却完成后,锻造件需要进行一段时间的等温处理。

等温处理的目的是使材料中的晶粒重新长大,提高材料的强度和韧性。

3.5 退火将锻造件进行退火处理。

退火温度和时间应根据材料的种类和要求来确定。

一般来说,退火温度较高,时间较长。

4. 锻造件退火工艺的影响因素锻造件退火工艺受到多个因素的影响,包括以下几个方面:•温度:退火温度是影响退火效果的重要因素。

锻造热加工过程中存在的危害及对锻工的影响

锻造热加工过程中存在的危害及对锻工的影响

锻造热加工过程中存在的危害及对锻工的影响摘要:本文通过对热锻造加工过程中出现的常见危害,对锻工和自然环境造成的影响进行公析。

结果表明我单位还有很多亟待改善的地方。

关键词:锻造空气污染噪声污染水污染引言:锻造是金属压力加工的方法之一,根据锻造加工时金属材料所处温度的不同,锻造可分为热锻、温锻、冷锻。

我厂锻造的生产类型主要是热锻,即被加工的金属材料处在红热状态。

通过锻造设备对金属施加的冲压力和静压力,使金属产生塑性变形而获得预想的外表尺寸和组织机构的锻件。

从锻造加工的方式来看,锻造生产过程通常在高温状态下进行,高温的加热炉和灼热的坯料、锻件在散发大量热量的同时还散发着大量污浊的气体。

锻造设备主要有锻锤、压力机、加热炉等,能产生强烈的锤击声和激烈的震动,生产工人经常处在振动、噪声、高温灼热、烟尘以及料头、毛坯堆放散乱等不利的工作环境中。

一、在这样的环境中工作存在着一定的危险危害性。

(一)高温、热辐射的危险性材料的热加工作业工序,大部分属于高温作业工种。

在高温下工作,人体可出现一系列如体温调节、循环、消化、神经系统、生理动能的变化。

这些变化超过限度会对人体产生不良影响,甚至引发中暑,引起病变的危险。

(二)振动的危害性生产工程中的生产设备、工具产生的振动称为生产性振动,产生振动的机械有空气锤、水压机、平锻机等,手臂振动所造成的危害较为严重,主要有锤打工具,如空气锤,长时间振动所产生的振动病,分为全身振动和局部振动两种。

手臂振动所造成的危害其典型表现为发作性手指发白(白指病)。

(三)噪声的危害性在生产中,由于机器转动、气体排放、工件撞击和摩擦,所产生的噪声,称为生产性噪声和工业噪声,锻造设备在运行中发生的噪声和振动,使工作地点嘈杂刺耳,影响人的听觉和神经系统,分散了注意力,因而增加了发生事故的可能性。

(四)物体打击的危险性锻造过程中常常出现锻件、辅助工具被打飞、冲头打崩、损坏的现象,操作工人存在被飞速物击伤的危险。

锻造工艺学3

锻造工艺学3
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⒈ 过烧的危害 钢断面呈浅灰兰色,无金属光泽;表面粗 糙;晶粒粗大类似豆腐渣状;一锻即裂。
严重过烧的钢,只能报废回炉重新冶炼。
局部过烧的钢,当制造不太重要的零件时,可以将过烧部 分切去,其余部分还可使用。 ⒉ 防止措施 严格控制加热温度,特别要控制高温停留时 间及出炉温度。
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⒉ 防止措施
①严格控制金属加热温度,缩短高温保温时间;
②锻造时应保证足够大的变形量。
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四、过烧(burning) 当坯料加热到接近其熔化温度,并在此温 度下保留时间过长时,将出现过烧现象。 金属过烧后,①晶粒粗大,②晶界熔化, ③形成氧化物,④出现裂纹。
部分钢的过烧温度见表3-2。
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氧化过程实质是扩散过程。即炉气中氧以原子状态吸附到
钢料表层后向内扩散,而钢料表层中的铁则以离子状态由
内部向表面扩散,扩散的结果使钢的表层变成为氧化铁。
由于氧化皮的熔融和氧化皮与铁的膨胀系数不同,因此在
氧化物层内产生很大的内应力。会发生氧化皮的机械分离 ,从而加速金属的氧化。
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①电阻炉加热:利用电流通过炉内的电热体产生的热量进行
加热。该法受电热体的使用温度的限制,热效率较低。在电阻 炉内辐射传热是加热金属的主要方式。
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②接触电加热:是以低压大电流直接通过金属坯料,由金属
坯料自身的电阻在通电时产生的热量而加热。常采用低电压
大电流的方法。
其优点是:加热速度快、金属烧损少、加热范围不受限制、
⒉ 氧化的影响因素
主要有:炉气性质、加热温度、加热时间、化学成分。
①炉气性质 火焰加热的炉气通常由氧化性气体(O2

6082铝合金锻造温度

6082铝合金锻造温度

6082铝合金是一种常用的铝合金材料,广泛应用于航空、航天、汽车制造等领域。

锻造是其中一种加工方法,通过对铝合金材料施加压力和热力,使其产生塑性变形,从而得到所需的形状和性能。

在铝合金锻造过程中,控制好温度对于产品的质量和性能至关重要。

下面将详细介绍6082铝合金锻造的温度问题。

首先,锻造温度的选择应根据具体的合金成分和成型要求来确定。

6082铝合金的主要成分为铝、镁和硅,其中含有较高的镁含量。

一般来说,6082铝合金的锻造温度范围在350℃至500℃之间。

具体的温度选择需要考虑以下几个因素:1. 变形温度范围:6082铝合金在350℃至500℃之间具有较好的塑性,可以在这个温度范围内进行锻造,以确保材料能够充分塑性变形,实现所需的形状和尺寸。

2. 熔点温度:6082铝合金的熔点约为582℃,因此,在锻造过程中要避免将材料加热到接近或超过其熔点温度,以防止材料熔化或出现过热现象。

3. 加热速度:在进行铝合金锻造时,加热速度也是一个需要考虑的因素。

过快的加热速度可能导致材料表面和内部温度分布不均匀,加剧组织变化和应力集中,影响产品的质量和性能。

因此,在加热过程中需要控制加热速度,确保材料温度均匀上升。

4. 冷却速度:锻造完成后,需要对铝合金进行冷却处理。

冷却速度也会对材料的组织和性能产生影响。

一般来说,快速冷却可以获得较高的强度和硬度,但也容易引起组织不均匀和内部应力过大的问题。

因此,在冷却过程中需要控制冷却速度,以保证产品的组织和性能。

总结起来,6082铝合金锻造温度的选择应根据具体的合金成分、锻造要求和工艺条件来确定。

在锻造过程中,需要控制好加热速度和冷却速度,确保材料的温度均匀分布和合理的组织结构。

只有在合适的温度条件下进行锻造,才能获得具有良好性能和质量的铝合金锻件。

6082铝合金锻造温度的选择是一个复杂的问题,需要综合考虑多个因素。

建议在实际生产中,根据具体情况和经验进行温度的优化调整,并进行相应的试验验证,以确保产品的质量和性能达到要求。

锻造常见的缺陷与产生原因

锻造常见的缺陷与产生原因

锻造常见的缺陷与产生原因锻造是一种将金属材料加热至一定温度,然后在受力的作用下使其产生塑性变形的加工过程。

锻造是一种高效且经济的金属加工方法,但在实际加工过程中,锻造件有可能会出现一些缺陷。

这些缺陷主要包括:夹杂、气孔、脱合、表面裂纹等。

一、夹杂夹杂是指金属中出现的异物,这些异物可以是氧化物、硫化物和化合物等。

夹杂会影响锻件的使用性能,尤其是在高温和高压力下容易引起损坏。

因此,在生产过程中应尽量减少夹杂产生的机会。

夹杂的产生原因主要有以下几个方面:1、原材料中的夹杂。

原材料中的夹杂主要来自矿物中的杂质和在熔融状态下未熔化的粒子。

2、熔池中的夹杂。

熔池中的夹杂主要来自熔融过程中的氧化和化学反应等。

3、操作不当。

加工过程中的不当操作也可能造成夹杂的产生。

例如,在操作过程中未能清除材料的表面杂质和附着物等。

二、气孔气孔是指金属内部或表面上的空气或气体集聚。

气孔可以降低金属的强度和韧性,因此在实际生产中要尽量减少气孔的产生。

气孔的产生原因主要有以下几个方面:1、原材料中的气孔。

原材料中的气孔主要来自于矿物中的吸附气体和在熔融状态下的蒸汽等。

2、熔池中的气孔。

熔池中的气孔主要来自于熔融状态下的吸入空气和氧化反应等。

3、操作不当。

加工过程中的操作不当可能导致气孔的产生。

例如,在操作过程中未能及时清除材料表面的杂质,或在锻造过程中未能及时捕捉和清除金属表面的气体等。

三、脱合脱合是指金属加工过程中出现的脱粘或分层现象。

脱合会降低金属材料的强度和韧性,因此在生产过程中要尽量避免脱合现象。

脱合的产生原因主要有以下几个方面:1、金属材料的不均匀变形。

在加工和锻造过程中,金属材料可能会出现不均匀的变形,从而导致脱合现象。

2、材料的微观组织不均。

金属材料的微观组织不均可能会导致脱合现象的发生。

例如,过度冷却或退火不够充分等。

3、操作不当。

加工过程中操作不当也可能导致脱合现象的发生。

例如,加热过程中温度控制不当,以及在锻造过程中对锻造参数的控制不够严格等。

锻坯的加热和锻件的冷却

锻坯的加热和锻件的冷却
金工实习
锻坯的加热和锻件的冷却
1.1 锻坯加热的目的及锻造温度范围 1. 锻坯加热的目的
锻坯加热的目的是提高金属的塑性和降低其变形抗力, 即提高金属的可锻性。除少数具有良好塑性的金属可在常 温下锻造成形(称为冷锻)外,大多数金属在常温下的可 锻性较低。但将这些金属加热到一定温度后,可大大提高 其可锻性,并只需要施加较小的锻造力,便可使其发生较 大的塑性变形,这称为热锻。
锻坯的加热和锻件的冷却
1.3 锻件的常见加热缺陷 1. 氧化和脱碳
如果将金属坯料加热到高温,坯料表层中的铁将和炉气中的 氧化性气体(如氧气、二氧化碳、水蒸气、二氧化硫等)发生化 学反应,生成氧化皮,这种现象称为氧化。氧化造成金属烧毁, 每加热一次,烧损量约为坯料重量的2%~3%,严重的氧化会造 成锻件表面质量下降,加剧锻模磨损,降低模具的使用寿命。
锻坯的加热和锻件的冷却
感应加热是利用交流感应线圈产生交变磁场,使置 于线圈中的坯料产生涡流损耗和磁滞损耗而升温加热, 具有加热速度快、加热质量好、控温准确、易于实现自 动化等特点,但是成本高。感应器能加热的坯料尺寸小, 适合于模锻或有色金属坯料的大批量加热。接触加热是 利用大电流通过金属坯料产生的电阻热加热。这种加热 方式加热速度快、金属烧损少、热效率高,适合于模锻 坯料的大批量加热。
锻坯的加热和锻件的冷却
1. 手锻炉
手锻炉由灰坑、火沟槽、送风装置及其他辅助装置构成,其结构 简图如图1-1所示。手锻炉是以煤或焦炭作为燃料的火焰加热炉。煤由 前炉门7加入,放在炉箅4上面,而燃烧煤所用的空气则由鼓风机3经过 风管从炉箅4下面进入煤层。后炉门5一般都是与炉箅4相对的,这样不 仅便于出渣,而且也可以供加热长杆或轴类锻件时外伸之用。
锻坯的加热和锻件的冷却

金属锻造工艺 影响金属锻造性因素

金属锻造工艺 影响金属锻造性因素

金属锻造性,作为衡量金属材料利用锻压加工方法成形的难易程度,是确定锻造加工工艺的主要参考内容,也是判断金属工艺性能的重要指标之一。

金属锻造性的好坏,主要通过金属的塑性和变形抗力两个指标来进行衡量。

变形抗力低说明金属塑性好。

在金属锻造工艺中,影响金属材料塑性以及变形抗力主要由于以下因素。

1、金属的本质(1)金属的化学成分:金属塑性不同由于其化学成分的不同造成,这也会造成其锻造性的不同。

一般纯金属的的锻造性比较好。

金属组成合金后,提高了强度、但是会导致塑性下降,锻造性能变差。

(2)金属的组织状态:金属的组织结构有所不同,也会让其锻造性出现较大的区别。

单一的固溶体组成的合金,具有良好的塑性,其锻造性也会比较好。

如果含有多种合金组成不同性能的组织结构,其塑性也会降低,造成锻造性差的情况发生。

另外,面心立方结构和体心立方结构的金属比密排六方结构的金属塑性好。

金属组织内部有缺陷,例如铸锭内部的疏松、气孔等缺陷,会引起金属塑性的下降,在锻造的时候会出现锻裂现象。

铸态组织和晶粒粗大的机构不如轧制状态和晶粒细小的组织结构锻造性能好,但是晶粒越细小,金属的变形抗力越大。

2、金属的变形条件(1)变形温度:随着温度的升高,金属的原子动能会有所提升,容易产生滑移变形,从而让金属的锻造性得到提高。

所以,在锻压生产中,加热是重要的变形条件。

但是由于在高温的情况下金属会出现过热、过烧情况,塑性反而出现明显的下降。

所以,对于加热温度,需要根据金属的材质的不同,在一定范围内进行控制,也就是找到合适的变形温度范围。

(2)变形速度:变形速度指的是金属在锻压加工过程中单位时间内的相对变形量。

变形速度大,会然金属的塑性下降,变形抗力增大。

(3)变形时的应力状态:压应力会让塑性提高,拉应力会让塑性降低。

工具与金属间的摩擦力会让金属的变形不均匀。

根据以上介绍,金属的塑性和变形抗力会受到金属的本质与变形条件等相关因素影响的。

在选用锻压加工方法时,降低变形抗力,用最少的能耗,获得最佳的锻压件。

锻造中影响钢脱碳的因素

锻造中影响钢脱碳的因素

锻造中影响钢脱碳的因素影响钢脱碳的因素有钢料的化学成分,加热温度,保温时间和煤气成分等。

1.钢料的化学成分对脱碳的影响钢料的化学成分对脱碳有很大影响。

钢中含碳量愈高脱碳倾向愈大W、Al、Si、Co等元素都使钢脱碳倾向增加;而Cr、Mn等元素能阻止钢脱碳。

2.加热温度的影响由图3-1可以看出,随着加热温度的提高,脱碳层的深度不断增加。

一般低于1000℃时,钢表面的氧化皮阻碍碳的扩散,脱碳比氧化慢,但随着温度升高,一方面氧化皮形成速度增加;另一方面氧化皮下碳的扩散速度也加快,此时氧化皮失去保护能力,达到某一温度后脱碳反而比氧化快。

例如GC15钢在1100~1200℃温度下发生强烈的脱碳现象。

图3-1钢的脱碳层深度与化学成分和加热温度的关系1—ω(W)=0.9% 2—ω(Si)=1.6% 3—ω(Mn)=1.0% 4—碳钢5—ω(Cr)=1.5%3.保温时间和加热次数的影响加热时间越长,加热火次愈多,脱碳层愈深,但脱碳层并不与时间成正比增加。

例如高速钢的脱碳层在1000℃加热0.5h,深度达0.4mm;加热4h达1.0mm;加热12h后达1.2mm。

4.炉内气氛对脱碳的影响在加热过程中,由于燃料成分,燃烧条件及温度不同,使燃烧产物中含有不同的气体,因而构成不同的炉内气氛,有氧化性的也有还原性的。

他们对钢的作用是不同的。

氧化性气氛引起钢的氧化与脱碳,其中脱碳能力最强的介质是H2O(汽),其次是CO2与O2,最后是H2;而有些气氛则使钢增碳,如CO和CH4。

炉内空气过剩系数α大小对脱碳也有重要的影响:当α过小时、燃烧产物中出现H2,在潮湿的氢气内的脱碳速度随着含水量的增加而增大。

因此,在煤气无氧化加热炉中加热,当炉气中含H2O较多时,也要引起脱碳;当α过大时,由于形成的氧化皮多,阻碍着碳的扩散,故可减小脱碳层的深度。

在中性介质中加热时,可使脱碳最少。

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关于锻造加热的影响因素
(日)清水钢铁公司越古哲郎1、前言:
谚语有云:“趁热打铁”,也就是说锻造之前先要充分地加热钢锭(钢坯)。

加热到再结晶温度以上的高温后,钢的变形抗力会减小,塑性提高,易于锻造。

加热的好坏对于钢锭内部空隙的压合以及成形性能都有很大的影响。

另一方面,燃料费在锻造费用中所占的比例很大,特别是由于均热时间需与钢锭直径的平方成正比,所以在锻造大钢锭时,这部分费用所占比例显著增大。

所以从品质和费用两个方面看,有必要选择必须的最少限度的合理加热。

锻造加热的影响因素在软件方面是加热温度和加热时间,在硬件方面则是加热设备,本文主要阐述关于前者的观点以及相关的问题。

2、关于锻造加热温度
(1)最高加热温度:
钢的最高加热温度一般是指不会发生过热的温度,即如图1所示,比固相线温度(TSL)低一定程度(α)的温度。

图1 Fe-C平衡相图及最高加热温度
普通碳素钢以及如下范围内合金钢的最高加热温度可以用公式(1)和(2)简便地求出。

最高加热温度(Tmax)=固相线温度(T SL)-α (1)
T SL=(Fe-C相图的固相线温度)-20.5[%Si]-6.5[%Mn]-2.0[%Cr]
-11.5[%Ni]-5.5[%Al]-300[%P]-700[%S] (2)
公式(2)的适用范围如下(%):
公式(1)中的α则随以下因素而变。

(a)钢锭的成分偏析引起的TSL的变化。

(b)炉内温度分布的不均匀程度。

(c)其他误差。

对T SL影响最大的是碳元素的偏析,公式(3)即Comon等人[2]提供的计算式可以作为参考。

(C M-C m)/C L×100%=D{2.81+4.31L/D+28.9[%Si]+805.8[%S]
+235.2[%P]-9.2[%Mo]-38.2[%V]} (3)
式中C M:钢锭本体最大含碳量(%)
C m:钢锭本体最小含碳量(%)
C L:钢包中钢液的含碳量(%)、
D:钢锭的平均直径(m)
L:钢锭本体的高度(m)
由公式(3)可见,钢锭越大,杂质元素对碳的偏析影响就越大。

考虑各种因素的作用后,一般α选择为150~200℃。

高合金钢和非铁金属等的最高加热温度不能参考平衡状态图,而最好在各种温度下进行高温拉伸试验(用Gleeble试验机),选择面缩率在大约50%以上的温度作为最高加热温度,表1给出了常见钢种的最高加热温度。

表1、常见钢种的最高加热温度。

(2)锻造加热温度
实际生产中常采用比最高加热温度低0~100℃的锻造加热温度。

对奥氏体钢(SUS 3XX等)而言,由于锻造变形量和加热温度是支配晶粒度的主要因素,所以最后成形火次的加热温度通常选择比最高加热温度低100~150℃,并保证留出30%以上的变形量。

含Ni的低合金钢(SNCM系列)若采用长时间高温加热,会沿晶界产生龟裂。

所以最后成形火次的加热温度应比最高加热温度低大约100℃,同时最好采用小变形量多火次锻造。

(3)过热与过烧。

过热是长时间高温加热时钢中奥氏体晶粒粗化,晶界成分已出现变化的状态。

但在过热温度以下的温度继续扩散加热时,组织又会回复正常。

加热温度更高时,晶界部分融化,析出硫化物,磷出现偏析的状态称为过烧,此时钢材已无法挽救了。

3.锻造加热时间
锻造加热时间的确定必须考虑如下各种条件:
①、原料的初始状态(冷锭还是热锭)
②、原料的形状、尺寸(热传导耗时)
③、原料的材质(热传导系数)
④、装入时的炉温
⑤、加热炉的各种特性。

(1)冷钢锭的加热时间。

冷锭加热时,为达到锻造充分的效果,并防止出现单面变形的情况(阴阳面),必须在适当温度均热透烧。

同时在大约550℃以下,钢材塑性不足的温度段应避免快速升温。

一般钢锭浇注后冷却时会有残余拉应力存在,再加上内部必然有一定缺陷,处于这种状态的钢锭在快速加热时由于钢锭内外层的温度差在内部产生拉伸热应力,达到一定程度就会引起内部开裂破断。

图2[4]示出了升温速度与所产生热应力的关系。

图2、升温速度与所产生的热应力的关系。

杨氏模量E:16000 kgf/mm2,
泊松比ν:0.33,
热膨胀系数α:16×10-6/℃,
导热率K:0.06cm2/S。

一般希望钢锭浇注凝固后能够带温锻造加热。

中碳钢、低合金钢以上钢类的直径约1000mm以上大锭型进行冷锭加热时,预先应根据钢种的不同或缓冷或退火处理。

并且钢锭在低温区加热最好选择容易控制升温速度的热处理炉或预热炉,经预热后再转入锻造加热炉中加热。

作为一般冷锭加热的标准,在实际操作中广泛采用斯坦福(Stanfield)公式的修正式[5],即下列公式(4)。

此公式中第一阶段的加热时间t1的确定以控制由表面与中心温差产生的热应力(轴向最大)在20kgf/mm2以下为目标。

t1t2t3
↓↓↓
T=9.2D2+4.9D2+5.4D2 (4)
式中D:钢锭的平均直径;
T:总加热时间。

第一阶段(t1):钢锭加热到500-550℃所用的时间。

第二阶段(t2):从550℃加热到表面1200℃所用的时间。

第三阶段(t3):表面达到1200℃后,心部烧透所用时间。

笔者对此公式加以修正后,整理出作业标准如表2。

表2:冷锭锻造加热时间标准示例
A、适用于碳素钢和低合金钢
T A=9.2D2+4.9D+5.4D2 (5)
B、适用于中合金钢
TB=a B(9.2D2+4.9D)+5.4D2 (6)
a B=1.3~1.7(考虑到导热率的系数)
C、适用于高合金钢、奥氏体钢
Tc=a c(9.2D2+4.9D)+5.4D2 (7)
a c =2.0
(* 以直径~Φ1100mm钢锭为例)表2中A类钢第一阶段在~600℃保温是为了缩小钢锭内外的温度差。

而公式(6)(7)中的a B、a C是考虑如下图3[6]所示导热率而附加的系数。

图3 各种钢的导热率随温度的变化
表2中C类钢在800~900℃增加一次保温,是由于这类钢在相变温度区有吸热反应,使内外温差增大,对直径较大的钢锭为缩小温差而采取的措施。

另外,对于为调整晶粒度而添加Al的钢种,在700~1000℃附近加热时在γ晶界会生成AlN,引起如图4所示的红脆现象。

对这类钢种,最好如表3所示,在AlN生成温度区域快速加热;而为使AlN 固溶,在1200附近增加保温时间。

图4 红脆与钢种酸溶Al含量的关系
表3加Al钢种的加热
(2)红热钢锭的初次加热时间
不明确“红热钢锭”的定义,就没有选择加热时间的标准。

注入锭模的钢液凝固需用时间见下列公式(8)[8],再考虑浇注条件与钢锭形状的差异,给出若干富余时间,待充分凝固后转运到锻造工厂(车间)。

将脱模→搬运→装炉的钢锭转运时间限制在一定范围内,即可保证红送锭的表面温度。

笔者所在工厂通常保证红送锭装炉时底部的表面温度在400℃以上。

Ts=D2/155000 (8)
D:钢锭平均直径,mm
Ts:浇注结束至脱模的时间,h
这种钢锭(表面温度≥400℃)的锻造加热可采用前述冷锭加热时间标准的第二项和第三项,并如表4所示做适当修正。

表4 红热锭锻造加热时间标准示例
A’,适用于碳素钢和低合金钢
TA’=4.9D2+5.4D2 (9)
B’,适用于中合金钢
TB’=4.9a B D+5.4D2 (10)
a B =1.3-1.7
C’,适用于高合金钢、奥氏体钢
TC’=4.9a c D++5.4D2 (11)
a c=2.0
(*以直径~Φ1100钢锭为例)
也可以采用其它计算方法求出加热时间[9],并通过实测[浇注-凝固-脱模-装炉-加热]全过程的热循环和温度分布进一步确立计算体系,从而可以用钢锭转运时间决定加热时间,图5[9]和图6[9]即为一例。

图5 钢锭转运时间与总加热时间的关系
图6 直径Φ1460mm钢锭的凝固、加热计算
(3)、锻造过程中红热坯料的再加热时间
锻造中红热坯料的表面温度一般只降到700~800℃,可以尽快装回原加热炉中快速加热。

如图7[10]所示,中间坯表面温度下降到400~500℃时,心部温度只降低50~150℃,并且坯料直径越大下降越少。

这种表面温度在700℃以上的中间坯在加热时,只需按表2中第3项(t3)保温,即可实现充分的加热。

(4).按锭/坯形状修正加热时间。

锻坯常为方形或扁方形,此时以无限长圆柱为1.0,应考虑乘以相应的形状系数确保加热时间,方坯加热系数约为1.25,扁方坯(平板)的系数约为1.5.如图8[11]所示。

图8 心部升温所用时间与坯料形状的关系。

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