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
号钢
始锻温度℃
终锻温度℃
钢锭
钢坯
终锻
精整
Ⅰ
10~30
Q195~Q255,
1250
1220
750
700
15Cr~35Cr
15Mn~35Mn,35~45,
1220
1200
750
700
Ⅱ
,40Mn~50Mn35Mn2-50Mn2,40Cr~55Cr20SiMn~35SiMn,,,5055,,,20CrMnTi,20MnMo30CrMnSi12CrMo~50CrMo,34CrMo1A,,14MnMoV~42MnMoV,12CrMoV~35CrMoV20MnMoNb,38CrMnMo
38CrMoAlA,
1220
1200
800
750
Ⅲ
,,30Cr1Mo1V34CrNiMo~34CrNi3Mo,PCrNi1Mo~PCrNi3Mo37SiMn2MoV22Cr2Ni4MoV,,5CrNiMo,5CrMnMo,25Cr2Ni4MoV
,65Mn,50CrNiW,,30Cr2MoV40CrNiMo,18CrNiW50Si2~60Si2,60CrMnV
60CrMnMo,,50CrMnMo
1200
1180
850
800
,70Cr3Mo,9Cr2V9Cr29CrT7~T10,,,9Cr2Mo,,9CrSi17-4PH
,86Cr2MoVCr5Mo,,1Cr13~4Cr13F316LNCr17Ni20Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9~2Cr18Ni9,,,
1200
1180
850
800
18Cr18Mn18N50Mn18Cr4WN,,50Mn18Cr4,50Mn18Cr4N4CrW2Si~6CrW2SiGCr15,,CrWMo3Cr2W8VGCr15SiMn,,
1200
1180
850
800
W18Cr4VCr12MoV14Cr5MoVSi(H11),,
1180
1160
950
900
Ⅳ
GH4145GH904GH901GH80,,,,WR26,incone1800
,NiCr20TiAlincone1600,
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。
三.冷钢坯。
钢锭加热规范:
碳钢、低合金钢
合金结构钢
材料牌号
15Mn~30Mn、15Cr~35Cr、Y12~Y3510~45#、
材料牌号
50-65#、35Mn~65Mn、40Cr~55Cr、34CrMo1、20CrMo~42CrMo
D)Q195~Q460(A、B、C、、16MnHD、106C、15CrMn
20SiMn~45SiMn、12Cr1MoV~35CrMoV、12Cr2Mo
、、DG20Mn20HD、35Ni40Ni、16Mo3、SA105
20CrMn~40CrMn、20CrMnMo~40CrMnMo、20CrNiA~40CrNiA
P245GH~P290GH、SA182F11(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、S235JRG12+N
20Mn2B~45Mn2B、20MnMoNb、38CrMoAl、SA182F12
18Mn5D
、16Mn5D
截面尺寸
最高
允许装炉温度
始锻温度温保保温
截面尺寸
最高允许装炉温度
始锻温度温保温保
时间(h)
间(时h)
150*150
1100
随炉
升温
1
150*150
1050
随炉升温
1.5
200*200
1100
1.5
200*200
1000
1.5
1.5
~12”10”
1000
2
2
””10~12
950
2
2.5
~1614””
1000
2
2.5
14”~16”
950
2
3
~21”18”
1000
2.5
3
””18~21
900
2.5
3.5
22”~24”
950
2.5
3.5
”~24”22
900
2.5
4
合金结构钢、弹簧钢、热作模具钢
耐热钢、不锈钢
材料牌号
PCrNi1Mo~PCrNi3Mo、18Cr2Ni4W~25Cr2Ni4W、34CrNiMo~34CrNi3Mo
材料牌号
0Cr13~4Cr13、1Cr17Ni2、Z5CND16-04、Z5CND13-04、9Cr18Mo
20CrNiMo~40CrNiMo、12Cr2Ni~20Cr2Ni4、21CrMoV~21CrMoNiV4-7
0Cr18Ni9、、00Cr18Ni91、C422、X12CX12CrMoWVNbN10X22CrMoV12-
40CrNiMoV、40Cr2MoV、40NCDV7.03、F91、WB36、F22、F22V
0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10、0Cr19Ni9N
5CrMnMo5CrNiMo、14Cr1Mo、T7~T10、SA508GrCL1、B50A164B2、
0Cr18Ni12Mo2TiX10CrMoVNb9、00Cr17Ni14Mo2、0Cr25Ni20、0Cr17Ni12Mo2、
65Mn25Cr2MoV~25Cr2Mo1V、、28CrMoNiV、15Cr1Mo1V~20Cr1Mo1V1
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保温间(时h)
截面尺寸
最高允许装炉温度
始锻温度850℃保温时间(h)
150*150
≤700
0.5
随炉升温
1.5
150*150
650≤
1
1.5
1.5
随炉升温
1.5
200*200
≤700
1
2
200*200
650≤
1
1.5
2
2.5
~1210””
≤650
1
1.5
2
2.5
~12””10
600≤
1.5
2.5
2.5
3
”~16”14
650≤
1
2
2
3
14”~16”
600≤
1.5
2.5
2.5
3.5
~21”18”
≤600
1
2.5
2.5
3.5
”~21”18
500≤
2
3
3
4
””22~24
600
≤
1
2.5
3
4
”~24”22
500
≤
2
3
3
4.5
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
9Mn2V60CrMo、60CrMnMo、60CrMnMoV、、Cr12MoV、PCr、PCr2Mo
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0.8Min/mm保温,经碳弧气刨增加
0.4Min/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温保间(时h)
截面
尺寸
最高允许装炉温度
始锻温度900℃保温h时间()
150*150
650≤
1
1.5
1.5
随炉升温
1
150*150
650≤
1
2.5
1.5
1
2.5
200*200
600≤
1
1.5
2
1.5
200*200
≤600
1
3
1.5
1.5
3
~1210””
600≤
1.5
2.5
2.5
3
””10~12
600≤
2
4
2
2
4
””14~16
600≤
1.5
2.5
2.5
3.5
~16”14”
≤600
2
4.5
2
2
4.5
”18~21”
600≤
2
3
3
4
””18~21
”~24”22
600
≤
2
3
3
4.5
”~24”22.
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D 2)筒类锻坯: H>D当H>δ时,按1.3δ计算。 3)空心盘(环)类: H 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=1.3~1.6最高加热温度1050℃ Y<1.3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 1Mn18Cr18N、奥氏体不锈钢304、316、50Mn18Cr4 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 18CrNiW、40CrNiMo、40CrNi2Mo30Cr2MoV、 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 一.一般锻件锻后炉冷工艺曲线Ⅰ: ℃ 630~660 450~550 h400 /h6(Ⅰ℃80≤热/h ~30℃料待出炉250~150/h /h ℃℃/h~2040t(h) 0 按锻件锻后冷却规范的炉冷钢号确定保温时间(Ⅰ): 1.5~2h/100mm;Ⅱ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算: 1.2.5~3h/100mm;2.Ⅲ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算: 4~5h/100mm。 3.Ⅳ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算: 二.重要锻件、有特殊要求的锻件锻后炉冷工艺曲线Ⅱ: ℃630~660 630~660 温保280~320 400/h℃≤60(Ⅰ)℃80≤℃≤80/h ~30℃250~150出炉/h /h/h 450~550 保温均(Ⅲ)热 待料 保温(Ⅱ) /h~20℃℃40 0 t(h) 按锻件锻后冷却规范的炉冷钢号确定保温时间: 1.630~660℃保温时间(Ⅲ)均按炉冷工艺曲线Ⅰ执行; 2.630~660℃保温时间(Ⅰ)均按保温时间2h计算; 3.280~320℃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 一.一般锻件锻后热装炉——正火+回火热处理工艺曲线: ℃0 正火温度 高温回火温度640~660 空冷炉冷450~55080℃≤400温保~60 60℃冷却(Ⅰ)/h ℃~40 40~20℃/h℃/h 均温保热(Ⅱ) 均保温热(Ⅳ) 料待 350~400 温保(Ⅲ) 80℃~60/h ℃ 250~150 出t(h) 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: 1~1.5h/100mm; 4.350~400℃过冷保温时间(Ⅲ)按有效截面尺寸计算: 0.5~1h/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1.5~2h/100mm, ? Ⅲ类钢号高温回火保温时间2.5~3.5h/100mm, ? Ⅳ类钢号高温回火保温时间4~5h/100mm。 二.滚珠轴承钢、冷轧辊钢锻后热装炉球化退火工艺曲线: ℃0 780~800700~720(滚珠钢) 650~670(冷轧辊钢) 630~650 400~450 450~550400 80 ≤温保40~20~60炉冷(Ⅰ)℃/h/h ℃200~150℃ 均保温热(Ⅱ) 均保温热(Ⅲ) 待料 ≤80℃/h ℃~60 ≤/h 15℃出t(h) 1.630~650℃保温时间(Ⅰ)按3-4h保温时间计算; 2.780~800℃保温时间(Ⅱ)按有效截面尺寸计算: 1.5h/mm; 。 2h/mm℃)保温时间(Ⅲ)按有效截面尺寸计算: 650~670℃(3.700~720. 冷锻件校直前加热、校直(补焊)后回火工艺曲线 ℃ 0 550~650 550~650随550 ≤350~550 温保炉≤400~55080≤(Ⅱ)冷/h ℃却 温保(Ⅰ) 校直 装炉温度 t(h) 1.550~650℃保温时间(Ⅰ)按有效截面尺寸计算: 1~1.5h/100mm; 2.550~650℃保温时间(Ⅱ)按有效截面尺寸计算: 2~2.5h
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