廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼鍛件淬火冷卻時，由于不同部位存在溫度差異及組織轉(zhuǎn)變的不同所引起的應(yīng)力稱為淬火內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)淬火應(yīng)力超過鋼的屈服強度時，鍛件將產(chǎn)生變形；當(dāng)淬火應(yīng)力超過鋼的抗拉強度時，鍛件將產(chǎn)生裂紋而成為廢品。廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼為了防止鍛件的變形和開裂的產(chǎn)生，可采用不同的淬火方法 (如分級淬火或等溫淬火等）和工藝合理的設(shè)計措施（如結(jié)構(gòu)對稱、斜面均勻、避免尖角等），盡量減少淬火應(yīng)力，并在淬火后及時進行回火處理。

廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼大型鍛件的傳統(tǒng)制造方式是采用大型鋼錠開坯、自由鍛造成形。但隨著重大裝備的不斷發(fā)展，對大型鍛件的要求越來越高，不僅規(guī)格和截面越來越大，而且內(nèi)在質(zhì)量也不斷提高，傳統(tǒng)的制造方式已經(jīng)難以滿足要求。為了適應(yīng)高端裝備的需求，實現(xiàn)大型鍛件形質(zhì)兼?zhèn)涞哪繕?biāo)，急需對制造方式進行變革。為此，以傳統(tǒng)鋼錠制造技術(shù)提升和新型增材制坯技術(shù)開發(fā)為代表的均質(zhì)化制坯、一體化制造及模鍛化成形等制造方式應(yīng)運而生。廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼大型鍛件是電力、冶金、石化、造船、礦山、航空航天、軍工等裝備（圖1）的基礎(chǔ)部件，其經(jīng)濟帶動性強，涵蓋面廣，是裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上不可缺少的重要一環(huán)。大型鍛件傳統(tǒng)的制造方式是自由鍛造成形，“肥頭大耳”和“傻大黑粗”曾經(jīng)是大型鍛件的代名詞。

廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼 WHF法是一種寬砧強力壓下鍛造法(Wide Die Heavy Blow Forging )。WHF法用的是上、下寬平砧，大壓下率，為保證坯料心部的壓應(yīng)力狀態(tài)和足夠的變形，要求砧寬比應(yīng)達到 0.68～0.77，每次壓下率至少為 20%。廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼的這種方法主要著眼于心部的大變形，其心部的變形比用普通平砧拔長要大得多，對消除鋼錠內(nèi)部的縮孔、疏松等缺陷十分有利。同時由于WHF法坯料變形對稱，容易操作，特別適合于大型水壓機鍛造，目前在重機行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。

鍛造生產(chǎn)中，除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外，還必須滿足零件在使用過程中所提出的性能要求，采用合理的鍛造工藝和工藝參數(shù)，可以通過下列幾方面來改善原材料的組織和性能：(1)廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼打碎柱狀晶，改善宏觀偏析，把鑄態(tài)組織變?yōu)殄憫B(tài)組織，并在合適的溫度和應(yīng)力條件下，焊合內(nèi)部空隙，提高材料的致密度;(2) 廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼鑄錠經(jīng)過鍛造形成纖維組織，進一步通過軋制、擠壓、模鍛，使鍛件得到合理的纖維方向分布；(3) 控制晶粒的大小和均勻度；(4) 改善第二相（例如萊氏體剛中的合金碳化物）的分布；(5) 使組織得到形變強化或形變-相變強化等。

廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼鍛件是指通過對金屬坯料進行鍛造變形而得到的工件或毛坯。利用對金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑形變形，可改變其機械性能。鍛件按坯料在加工時的溫度，可分為冷鍛溫鍛和熱鍛。冷鍛一般是在室溫下加工，熱鍛是在高于金屬坯料的再結(jié)晶溫度下加工。廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼的鍛件熱處理按其熱處理的目的不同可分為兩組。通過鍛造可消除金屬的疏松?？锥矗瑰懠臋C械性能得以提高。

廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼影響鋼的強化和韌化。Ni以固溶強化方式強化鐵素體；Mo、V、Nb等碳化物形成元素,既以彌散硬化方式又以固溶強化方式提高鋼的屈服強度；碳的強化作用最顯著。此外，加入這些合金元素，一般都細化奧氏體晶粒，增加晶界的強化作用。廣州20#-55#碳素結(jié)構(gòu)鋼影響鋼的韌性因素比較復(fù)雜，Ni改善鋼的韌性；Mn易使奧氏體晶粒粗化，對回火脆性敏感；降低P、S含量，提高鋼的純凈度，對改善鋼的韌性有重要作用 。