锻造及锻后热处理工艺规范.docx
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锻造及锻后热处理工艺规范
1.钢质自由锻件加热工艺规范
2.钢锭(坯)加热规范若干概念
3.加热操作守则
4.锻造操作守则
5.锻件锻后冷却规范
6.锻件锻后炉冷工艺曲线
7.锻件锻后热装炉工艺曲线
8.冷锻件校直前加热、校直后(补焊后)回火工艺曲线
9.锻件各钢种正火(或退火)及高温回火温度表
10.锻件有效截面计算方法
钢质自由锻件加热工艺规范
一.范围:
本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢(铁基、镍基)的冷、热、半热钢锭(坯)的锻造前加热
二.常用钢号分组和始、终锻加热温度范围:
组
别
钢号
始锻温度
℃
终锻温度
℃
钢锭
钢坯
终锻
精整
Ⅰ
Q195~Q255,10~30
1250
1220
750
700
35~45,15Mn~35Mn,15Cr~35Cr
1220
1200
750
700
Ⅱ
50,55,40Mn~50Mn,35Mn2-50Mn2,40Cr~55Cr,20SiMn~35SiMn,12CrMo~50CrMo,34CrMo1A,30CrMnSi,20CrMnTi,20MnMo,12CrMoV~35CrMoV,20MnMoNb,14MnMoV~42MnMoV,38CrMoAlA,38CrMnMo
1220
1200
800
750
Ⅲ
34CrNiMo~34CrNi3Mo,PCrNi1Mo~PCrNi3Mo,30Cr1Mo1V,25Cr2Ni4MoV,22Cr2Ni4MoV,5CrNiMo,5CrMnMo,37SiMn2MoV
30Cr2MoV,40CrNiMo,18CrNiW,50Si2~60Si2,65Mn,50CrNiW,50CrMnMo,60CrMnMo,60CrMnV
1200
1180
850
800
T7~T10,9Cr,9Cr2,9Cr2Mo,9Cr2V,9CrSi,70Cr3Mo,
1Cr13~4Cr13,86Cr2MoV,Cr5Mo,17-4PH
0Cr18Ni9~2Cr18Ni9,0Cr18Ni9Ti,Cr17Ni2,F316LN
1200
1180
850
800
50Mn18Cr4,50Mn18Cr4N,50Mn18Cr4WN,18Cr18Mn18N
GCr15,GCr15SiMn,3Cr2W8V,CrWMo,4CrW2Si~6CrW2Si
1200
1180
850
800
Cr12MoV1,4Cr5MoVSi(H11),W18Cr4V
1180
1160
950
900
Ⅳ
GH80,GH901,GH904,GH4145,WR26,
NiCr20TiAl,incone1600,incone1800
1130
1100
930
930
注1:
始锻温度为锻前加热允许最高炉温,由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小,故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃;
注2:
根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素,始锻温度可以适当调整;
注3:
本规范未列入的钢种,可按化学成分相近的钢号确定;
注4:
重要的、关键产品的、特殊材质的钢号,其加热工艺曲线由技术部编制;
注5:
几种不同的钢种,不同尺寸的钢锭(或坯料),在同一加热炉加热时,要以合金成分高的,尺寸大的钢锭(或坯料)为依据编制加热工艺曲线。
3.冷钢坯。
钢锭加热规范:
碳钢、低合金钢
合金结构钢
材
料
牌
号
10~45#、15Mn~30Mn、15Cr~35Cr、Y12~Y35
材
料
牌
号
50-65#、35Mn~65Mn、40Cr~55Cr、34CrMo1、20CrMo~42CrMo
Q195~Q460(A、B、C、D)、16MnHD、106C、15CrMn
20SiMn~45SiMn、12Cr1MoV~35CrMoV、12Cr2Mo
35Ni、40Ni、16Mo3、SA105、DG20Mn、20HD
20CrMn~40CrMn、20CrMnMo~40CrMnMo、20CrNiA~40CrNiA
P245GH~P290GH、SA182F11(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、S235JRG12+N
20Mn2B~45Mn2B、20MnMoNb、38CrMoAl、SA182F12
16Mn5D、18Mn5D
截
面
尺
寸
最高
允许
装炉
温度
始锻温度
保温
保温
截
面
尺
寸
最高
允许
装炉
温度
始锻温度
保温
保温
时间(h)
时间(h)
150*150
1100
随
炉
升
温
1
150*150
1050
随
炉
升
温
200*200
1100
200*200
1000
10”~12”
1000
2
2
10”~12”
950
2
14”~16”
1000
2
14”~16”
950
2
3
18”~21”
1000
3
18”~21”
900
22”~24”
950
22”~24”
900
4
合金结构钢、弹簧钢、热作模具钢
耐热钢、不锈钢
材
料
牌
号
34CrNiMo~34CrNi3Mo、18Cr2Ni4W~25Cr2Ni4W、PCrNi1Mo~PCrNi3Mo
材
料
牌
号
0Cr13~4Cr13、1Cr17Ni2、Z5CND16-04、Z5CND13-04、9Cr18Mo
20CrNiMo~40CrNiMo、12Cr2Ni~20Cr2Ni4、21CrMoV~21CrMoNiV4-7
X22CrMoV12-1、C422、X12CX12CrMoWVNbN10、00Cr18Ni9、0Cr18Ni9
40CrNiMoV、40Cr2MoV、、F91、WB36、F22、F22V
0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10、0Cr19Ni9N
SA508GrCL1、B50A164B2、14Cr1Mo、T7~T10、5CrNiMo、5CrMnMo
0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr25Ni20、X10CrMoVNb9、0Cr18Ni12Mo2Ti
28CrMoNiV、15Cr1Mo1V~20Cr1Mo1V1、25Cr2MoV~25Cr2Mo1V、65Mn
1Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr17Ni4Cu4Nb、2Cr11NiMoNbVN
30Cr2Ni2Mo、30Cr2W8、60CrMoV、50SiMn、50CrVA、30W4Cr2VA
F50~F55、F59~F61、1Cr12Mo、2Cr12MoV、1Cr11MoV、1Cr17
截
面
尺
寸
最高
允许
装炉
温度
始锻温度
850℃
保温
截
面
尺
寸
最高
允许
装炉
温度
保温
始锻温度
850℃
时间(h)
时间(h)
150*150
≤700
随
炉
升
温
150*150
≤650
1
随
炉
升
温
200*200
≤700
1
2
200*200
≤650
1
2
10”~12”
≤650
1
2
10”~12”
≤600
3
14”~16”
≤650
1
2
2
3
14”~16”
≤600
18”~21”
≤600
1
18”~21”
≤500
2
3
3
4
22”~24”
≤600
1
3
4
22”~24”
≤500
2
3
3
轧辊钢、冷作模具钢、轴承钢、量具钢
高温合金(铁基、镍基)的锻坯,(Ti+Al)≤5
材
料
牌
号
60CrMo、60CrMnMo、60CrMnMoV、PCr、PCr2Mo、Cr12MoV、9Mn2V
材
料
牌
号
GH80、GH901、GH904、GH4145、WR26、NiCr20TiAl
Cr6WV、W18Cr4V、9SiCr、CrWMn、GCr15、PCr18Mo、Cr4Mo4V
Incone1600、Incone1800
16Cr2Ni4MoA、H13、Cr12
第二火开始按有效的厚度mm保温,经碳弧气刨增加
mm保温时间,电渣锭加热规范另外制定。
截
面
尺
寸
最高
允许
装炉
温度
始锻温度
850℃
保温
截
面
尺
寸
最高
允许
装炉
温度
保温
始锻温度
900℃
时间(h)
时间(h)
150*150
≤650
1
随
炉
升
温
1
150*150
≤650
1
1
200*200
≤600
1
2
200*200
≤600
1
3
3
10”~12”
≤600
3
10”~12”
≤600
2
4
2
2
4
14”~16”
≤600
14”~16”
≤600
2
2
2
18”~21”
≤600
2
3
3
4
18”~21”
22”~24”
≤600
2
3
3
22”~24”
钢锭(坯)加热规范若干概念
1.钢锭(坯)入炉前的表面温度≥550℃的称为热钢锭,400~550℃的称为半热钢锭(坯),≤400℃的称为冷钢锭。
2.锻件半成品坯料的加热平均直径计算原则:
δ-壁厚H-高度或长度D-外径
1)实心圆类:
当D>H时,按H计算;当D2)筒类锻坯:
H>D当H>δ时,按δ计算。
3)空心盘(环)类:
Hδ时,按δ计算;当H<δ时,按H计算。
3.为了避免锻件粗晶组织,最后一火的始锻温度可按其剩余锻造比(Y)确定:
Y=~最高加热温度1050℃
Y<最高加热温度950℃
4.不同钢种不同规格的坯料同炉加热时,装炉温度和升温速度均按较低的选用,保温时间按较长的选用。
对要求加热温度低或保温时间短的坯料,可先出炉锻造。
注:
Y--锻造比
加热操作守则
1.钢锭(坯)装炉前,加热工应校对其冶炼炉号及锭件号,钢锭(坯)重量,尺寸以及钢锭(坯)的状态,并检查其表面质量,清除表面缺陷,不合格严禁装炉。
2.重要的、关键产品的特殊材质的钢号,在进炉前由技术部向操作工进行技术交底。
3.根据装炉实际情况,画好装炉图,记录装炉位置,做好实际操作记录,钢锭(坯)出炉顺序,及返回炉内锻坯位置要记录正确。
4.钢锭(坯)加热过程中必须精心操作,严格控制装炉温度、升温或冷却速度,炉气应保持微正压,炉床上的氧化皮应定期清理。
5.钢锭(坯)完成了加热保温时间之后因故不能出炉锻造时,可将炉温降至900~1050℃保温,若等到可出炉锻造时,则需将钢锭(坯)再加热至锻造温度下保温一段时间后方可出炉锻造。
6.钢锭(坯)经炉内长时间保温之后因故不需再加热时,必须随炉以≤80℃/h的降温速度将钢锭冷至250℃以下方可出炉。
7.加热炉喷嘴要避免火焰直接喷射在钢锭(坯)的表面上,经常检查热电偶、热工仪表,使其正常运行,并维护和保养加热炉设备。
锻造操作守则
1.锻造前应熟悉锻造工艺卡的内容,重要、关键锻件,技术部门需要进行技术交底。
2.锻造生产是集体操作,一定要开好班前会,了解加热情况,做好设备、工具准备工作,做到分工明确,指挥者应对生产的质量和安全负责。
3.在生产中应做到“三勤”:
勤量、勤卡、勤查;“四准”:
标尺要定准、样棒要划准、卡钳要量准、尺寸要记准。
4.生产时必须按照工艺卡进行锻造,不得任意改动,如工艺卡不合理或因特殊情况不能按照工艺卡执行,应及时向技术部反映,及时解决。
5.锻造指挥者必须认真执行确保锻造工艺卡上各项工艺参数到位、锻造尺寸到位,确保锻件的锻造比(镦粗比、拔长比),重要关键锻件做好生产过程的记录。
6.严格控制终锻温度,特别是关键、重要锻件、高合金钢、高温合金钢。
7.锻件完工后,锻件必须在相当于钢锭的底部端打上钢印(钢号、冶炼炉号和锻件号),钢印必须正确、清楚。
8.料头应用油漆写明分类标记,以便回收回炉。
9.对于关键、重要锻件,或试制新产品钢种的锻件,有关技术人员必须跟班在现场,及时处理可能遇到的问题。
锻件锻后冷却规范
序号
钢号
锻件截面尺寸
≤100
101~200
201~300
301~400
Ⅰ
奥氏体不锈钢304、316、50Mn18Cr4、1Mn18Cr18N
空
空
空
空
08、10#~45#、15Mn~45Mn
空
空
空
堆冷
15Cr~20Cr、Q195~Q255
空
空
空
堆冷
Ⅱ
20SiMn~35SiMn
空
空
堆冷
沙冷
50、55、45Mn、50Mn、40SiMn~50SiMn
堆冷
堆冷
沙冷
沙冷
12CrMo~40CrMo
堆冷
堆冷
沙冷
炉冷
34CrMo1A、30CrMnSi、20CrMnTi
堆冷
堆冷
沙冷
炉冷
20MnMo、20MnMoNb、14MnMoV
堆冷
堆冷
沙冷
炉冷
20MnMoV~42MnMoV、16MnHD
堆冷
堆冷
沙冷
炉冷
38CrMoAlA、38CrMnMo
堆冷
堆冷
沙冷
炉冷
Ⅲ
34CrNiMo~34CrNi3Mo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
PCrNiMo~PCrNi3Mo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
30Cr1Mo1V、25Cr2Ni4MoV
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
5CrMnMo、5CrNiMo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
37SiMn2MoV、A508-3
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
30Cr2MoV、40CrNiMo、40CrNi2Mo、18CrNiW
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
50Si2、60Si2、65Mn、60CrMnMo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
60CrMnV、50CrNiW
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
T7~T10、9Cr、9Cr2、9Cr2Mo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
9Cr2V、9CrSi、70Cr3Mo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
1Cr13~4Cr13、Cr5Mo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
Cr17Ni2、0Cr17Ni4Cu4Nb
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
GCr15、GCr15SiMn、3Cr2W8V、CrWMo
沙冷
炉冷
炉冷
热装炉
Cr12MoV、4Cr5MoVSi(HB)
炉冷
炉冷
热装炉
热装炉
W18Cr4V
炉冷
炉冷
热装炉
热装炉
Ⅳ
GH80、GH901、GH904
炉冷
热装炉
热装炉
GH4145、WR26
炉冷
热装炉
热装炉
NiCr20TiAl、incone1600
炉冷
热装炉
热装炉
Incone1800
炉冷
热装炉
热装炉
说明:
1.锻件锻后冷却必须按规范执行。
若有特殊情况不能按规范执行须由技术部同意,并有书面意见。
2.沙冷锻件,必须将沙子全部覆盖在锻件上,而不是将锻件置于沙坑中。
3.锻件炉冷要根据不同钢种炉冷曲线工艺规范执行。
4.锻件热装炉是按锻件锻后热处理曲线工艺规范执行(锻件锻后正火、回火或退火)。
5.钢锭或钢坯冶炼工艺是采用EF+LF+VD或VODC方法。
锻件锻后冷却规范按截面尺寸向下调低一档。
锻件锻后炉冷工艺曲线
1.一般锻件锻后炉冷工艺曲线Ⅰ:
按锻件锻后冷却规范的炉冷钢号确定保温时间(Ⅰ):
1.Ⅱ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算:
~2h/100mm;
2.Ⅲ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算:
~3h/100mm;
3.Ⅳ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算:
4~5h/100mm。
2.
重要锻件、有特殊要求的锻件锻后炉冷工艺曲线Ⅱ:
按锻件锻后冷却规范的炉冷钢号确定保温时间:
~660℃保温时间(Ⅲ)均按炉冷工艺曲线Ⅰ执行;
~660℃保温时间(Ⅰ)均按保温时间2h计算;
~320℃过冷保温时间(Ⅱ)按630~660℃保温时间(Ⅲ)的1/2计算。
锻件锻后热装炉热处理工艺曲线
1.
一般锻件锻后热装炉——正火+回火热处理工艺曲线:
1.锻件锻后热装炉进行正火+回火处理的正火温度、高温回火温度查表确定;
2.640~660℃保温时间(Ⅰ)按2-3h保温时间计算;
3.正火温度保温时间(Ⅱ)按有效截面尺寸计算:
1~100mm;
4.350~400℃过冷保温时间(Ⅲ)按有效截面尺寸计算:
~1h/100mm;
5.高温回火保温时间(Ⅳ)按有效截面尺寸:
?
Ⅱ类钢号高温回火保温时间~2h/100mm,
?
Ⅲ类钢号高温回火保温时间~100mm,
?
Ⅳ类钢号高温回火保温时间4~5h/100mm。
2.
滚珠轴承钢、冷轧辊钢锻后热装炉球化退火工艺曲线:
~650℃保温时间(Ⅰ)按3-4h保温时间计算;
~800℃保温时间(Ⅱ)按有效截面尺寸计算:
mm;
~720℃(650~670℃)保温时间(Ⅲ)按有效截面尺寸计算:
2h/mm。
冷锻件校直前加热、校直(补焊)后回火工艺曲线
~650℃保温时间(Ⅰ)按有效截面尺寸计算:
1~100mm;
~650℃保温时间(Ⅱ)按有效截面尺寸计算:
2~100mm。
各钢种正火(或退火)及高温回火温度(℃)
序号
钢种
Ac1
(℃)
Ac3/Acm
(℃)
Ms
(℃)
正火或退火(℃)
高温回火
单独生产
配炉
单独去氢
考虑性能
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
08
15
20
25
30
35
40
45
50
55
20Cr
30Cr
40Cr
50Cr
55Cr
16Mn
20Mn2
30Mn
50Mn
15CrMo
20CrMo
30CrMo
34CrMo
35CrMo
42CrMo
50CrMo
34CrMo1
24CrMo10
20CrMo1
(SCPH22)
12Cr2Mo1
Cr5Mo
12Cr1MoV
24CrMoV
(24CrMoV55)
35CrMoV
725
725
735
735
732
725
724
724
720
730
740
755
730
721
755
720
730
723
745
730
730
730
740
735
745
755
770
736
780
780
774~803
770
755~775
870
870
855
840
813
805
790
780
765
760
815
810
780
771
875
840
800
760
845
825
795
800
790
780
775
800
835
869
870
850
882~914
835
835~855
480
450
440
380
360
340
350
320
320
390
350
330
410
400
320
320
435
400
385
330
340
325
300
350
360
465
450
400~430
410
910~930
900~920
880~900
870~890
860~880
850~870
840~860
830~850
820~840
810~830
880~900
860~880
840~860
830~850
820~840
890~910
880~900
850~870
820~840
900~920
890~900
860~880
850~870
850~870
840~860
840~860
860~880
880~900
910~930
930~950
920~940
960~980
900~950
900~920
890~930
880~920
870~910
870~900
850~890
840~870
830~860
820~850
810~840
810~840
870~920
850~890
830~880
820~860
820~850
890~920
870~910
840~880
810~850
890~920
880~910
850~890
840~880
840~880
830~870
840~880
850~900
880~910
920~960
900~950
960~990
880~950
620~660
620~660
620~660
620~660
620~660
620~660
620~660
620~660
620~660
620~660
630~660
630~660
630~660
630~660
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630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~660
630~700
630~700
630~700
630~700
630~660
580~660
580~660
580~660
580~660
580~660
580~660
580~660
580~660
580~660
580~660
590~660
590~660
580~670
580~670
580~670
590~660
590~660
640~690
700~760
720~760
680~740
序号
钢种
Ac1
(℃)
Ac3/Acm
(℃)
Ms
(℃)
正火或退火(℃)
高温回火
单独生产
配炉
单独去氢
考虑性能
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
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66
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70
71