常州27SiMn合金結(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(jìn)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(yùn)而生。常州27SiMn合金結(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(jì)帶動性強(qiáng)，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。

常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼由于合金元素在回火時能阻礙鋼中各種原子的擴(kuò)散，因而在同樣溫度下和碳素鋼相比，一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用，從而提高鋼的回火穩(wěn)定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著，Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼，在500～600℃回火時，析出細(xì)小彌散的特殊碳化物質(zhì)點如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分較粗大的合金滲碳體，使鋼的強(qiáng)度不再下降反而升高,即出現(xiàn)二次硬化。常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼Mo對鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。

大型鍛件因其尺寸大，工序多，周期長，工藝歷程中不勻稱，不穩(wěn)定成分多，以是每每造成構(gòu)造性能緊張不勻稱，以致在力學(xué)性能試驗，金相構(gòu)造搜檢和無損探傷時不行經(jīng)歷。常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼由于鋼錠中化學(xué)成分偏析，同化物聚集，種種孔隙性缺點的影響；加熱時溫度變更遲鈍，漫衍不均，內(nèi)應(yīng)力大，缺點較多；高溫長光陰鑄造，部分受力部分變形，塑流狀況、壓實程度、變形漫衍差別較大；冷卻時分散歷程遲鈍，構(gòu)造轉(zhuǎn)變復(fù)雜，附加應(yīng)力大。以上諸成分都大概導(dǎo)致構(gòu)造性能緊張不勻稱，質(zhì)量不合格。常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼進(jìn)步大型鍛件勻稱性的措施：1）接納先進(jìn)的冶鑄手藝，進(jìn)步鋼錠的冶金質(zhì)量； 2）接納控制鑄造，控制冷卻手藝，優(yōu)化工藝歷程，進(jìn)步大鍛件生產(chǎn)的手藝經(jīng)濟(jì)程度。

常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼是能源消耗大戶，而鍛件熱處理又是鍛件生產(chǎn)中能源消耗大戶，約占整個鍛件生產(chǎn)總能耗的30%～35%。我國每噸模鍛件的能耗約為1.0t標(biāo)煤，與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，存在很大差距，例如日本每噸模鍛件的能耗約為0.515t標(biāo)煤。常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼的鍛件能耗約占鍛件成本的8%～10%，降低能耗不僅可以降低鍛件生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而且能源問題又是關(guān)系到一個國家能否可持續(xù)發(fā)展的重要問題，甚至是關(guān)系到人類生存的全球性重大問題。所以充分利用鍛造余熱進(jìn)行熱處理，在節(jié)能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優(yōu)勢，既節(jié)約能源、縮短工藝流程，又保護(hù)環(huán)境。

決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力，要求模具能夠在強(qiáng)烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼為了改善模具鋼的耐磨性，就要既保持模具鋼具有高的硬度，又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對于重載、高速磨損條件下服役的模具，要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持潤滑作用，減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損，又能減少模具表面進(jìn)行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對鋼的磨損有較大的影響。

常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼5CrMnMo中加入Cr、Mn、Mo元素主要是提高鋼的淬透性，尤其是共同作用時，淬透性提高極大。Cr、Mn、Mo元素可固溶于鐵素體中起固溶強(qiáng)化作用，又可固溶于Fe3C中形成（Fe、Cr、Mo）3C，改善其硬度，提高鋼的耐磨性。Cr、Mn、Mo元素共同作用顯著提高鋼的回火穩(wěn)定性。常州27SiMn合金結(jié)構(gòu)鋼Mo元素可減少回火脆性和細(xì)化晶粒。由于Ni元素顯著提高鋼的淬透性、韌性與耐熱疲勞性能，所以5CrMnMo鋼與5CrNiMo鋼相比，雖然強(qiáng)度不降低，但常溫及較高溫度下的韌性和塑性卻降低很多，且淬透性和耐熱疲勞性能也稍低。 另外，5CrMnMo鋼中加入Mn、Mo元素，鋼的過熱敏感性稍大。此外，鋼中存在Cr元素使鋼產(chǎn)生一定的抗氧化性與耐蝕性。