天津鍛圓根據(jù)鋼種和鋼的質量要求,合金結構鋼的冶煉,可采用氧氣頂吹轉爐、平爐、電弧爐;或再加電渣重熔、真空除氣。鑄錠可采用連鑄或模鑄。鋼錠應緩慢冷卻或熱送鍛造、軋制。鋼錠加熱時,應力求溫度均勻并有足夠的保溫時間,以改善偏析缺陷和避免鍛、軋時變形不均勻;鍛、軋后的鋼材,尺寸小的、特別是含碳0.2%左右的滲碳鋼,在600℃以上時應快速冷卻,以免加重帶狀組織;截面較大的鍛件,應采取措施消除內應力和白點。天津鍛圓調質鋼應盡可能淬火成馬氏體組織,然后回火成索氏體組織;滲碳鋼在滲碳過程中,滲層濃度梯度不宜過大,以免在滲層晶界上出現(xiàn)連續(xù)網(wǎng)狀碳化物;氮化鋼必需先經(jīng)熱處理得到所需的性能,再經(jīng)最后精加工才能進行氮化。
天津鍛圓多見的內生同化物要緊有硫化物、硅酸鹽、氧化物等。它們在鋼中的數(shù)目和組成與鋼的成分、冶煉質量、澆注歷程以及脫氧技巧有關。熔點高的內生同化,凝集先于基體金屬,結晶不受阻礙,出現(xiàn)為有準則的棱角外形;熔點較低的內生同化,由于受已凝集金屬的限制,形狀多為球或條狀、枝晶狀沿晶界漫衍。硫化物與塑性較好的硅酸鹽組元,當鋼錠經(jīng)鍛壓變形時,沿主變形方向延長,呈條帶狀。天津鍛圓對策是:1)鋼液真空處理,爐外精煉,控制鋼液質量;2)清潔澆注,防止外來同化污染與異金屬進人; 3)合理鑄造變形,改善同化漫衍。
(1)天津鍛圓淬透性與實際鍛件的有效淬硬深度的區(qū)別。采用同一種鋼、不同截面的鍛件在同樣奧氏體化條件下淬火,其淬透性是相同的,但是其有效淬硬深度卻因鍛件的形狀、尺寸和冷卻介質的不同而有差別。淬透性乃是鋼本身所固有的特性,對于一種鋼,它是確定的,可用于不同鋼種之間的比較。而實際工件的有效淬硬深度,它除了取決于鋼的淬透性外,還與鍛件的形狀、尺寸及采用的冷卻介質等外界因素有關。(2)天津鍛圓鋼的淬透性與淬硬性是兩個不同的概念,淬硬性是指鋼淬火后能達到的最高硬度,它主要取決于馬氏體的含碳量。
天津鍛圓很多對力學性能與表面硬度請求高的大鍛件,鍛后要經(jīng)粗加工,再進行調質熱處理或表面淬火。在熱處理時,由于溫度急巨變更,將產(chǎn)生很大的溫度應力。天津鍛圓對策是:1)接納合理的熱處理規(guī)范,控制加熱速率與冷卻歷程,削減加熱缺點與溫度應力; 2)幸免鍛件中存在緊張的冶金缺點與殘存應力;3)淬火后及時回火。回火脆性系碳化物析出或磷、錫、銻、砷等有害微量元素沿晶界聚集而惹起的脆性增大的傾向。天津鍛圓防止回火脆性的對策是:1)削減鋼中有害元素的含量; 2)削減鋼中偏析; 3)幸免在回火脆性溫度區(qū)熱處理,適當快冷,防止有害組元富集。
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)天津鍛圓打碎柱狀晶,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力條件下,焊合內部空隙,提高材料的致密度;(2) 天津鍛圓鑄錠經(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。
天津鍛圓一般是采用化學分析法或光譜分析法對鍛件的成分進行分析測試,隨著科學技術的發(fā)展,無論是化學分析還是光譜分析其分析的手段都有了進步。天津鍛圓對于光譜分析法而言,現(xiàn)在已不單純采用看譜法和攝譜法來進行成分分析,新出現(xiàn)的光電光譜儀不僅分析速度快,而且準確性也大大地提高了,而等離子光電光譜儀的出現(xiàn)更大大地提高了分析精度,其分析精度可達10-6級,這對于分析高溫合金鍛件中的微量有害雜質如Pb、As、Sn、Sb、Bi等是非常行之有效的方法。