锻造及锻后热处理工艺规范DOCdoc.docx
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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
号
钢
别
Q195~Q255,10~30
Ⅰ
35~45,15Mn~35Mn,15Cr~35Cr
50,55,40Mn~50Mn,35Mn2-50Mn2,40Cr~55Cr,20SiMn~35SiMn,
12CrMo~50CrMo,34CrMo1A,30CrMnSi,20CrMnTi,20MnMo,
Ⅱ
12CrMoV~35CrMoV,20MnMoNb,14MnMoV~42MnMoV,
38CrMoAlA,38CrMnMo
34CrNiMo~34CrNi3Mo,PCrNi1Mo~PCrNi3Mo,30Cr1Mo1V,
25Cr2Ni4MoV,22Cr2Ni4MoV,5CrNiMo,5CrMnMo,37SiMn2MoV
30Cr2MoV,40CrNiMo,18CrNiW,50Si2~60Si2,65Mn,50CrNiW,
50CrMnMo,60CrMnMo,60CrMnV
T7~T10,9Cr,9Cr2,9Cr2Mo,9Cr2V,9CrSi,70Cr3Mo,
Ⅲ
1Cr13~4Cr13,86Cr2MoV,Cr5Mo,17-4PH
0Cr18Ni9~2Cr18Ni9,0Cr18Ni9Ti,Cr17Ni2,F316LN
50Mn18Cr4,50Mn18Cr4N,50Mn18Cr4WN,18Cr18Mn18N
GCr15,GCr15SiMn,3Cr2W8V,CrWMo,4CrW2Si~6CrW2Si
Cr12MoV1,4Cr5MoVSi(H11),W18Cr4V
GH80,GH901,GH904,GH4145,WR26,
Ⅳ
NiCr20TiAl,incone1600,incone1800
始锻温度终锻温度
℃℃
钢锭钢坯终锻精整
12501220750700
12201200750700
12201200800750
12001180850800
12001180850800
1200
1180
850
800
1180
1160
950
900
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
10~45#、15Mn~30Mn、15Cr~35Cr、Y12~Y35
材
50-65#、35Mn~65Mn、40Cr~55Cr、34CrMo1、20CrMo~42CrMo
Q195~Q460(A、B、C、D)、16MnHD、106C、15CrMn
20SiMn~45SiMn、12Cr1MoV~35CrMoV
、12Cr2Mo
料
料
35Ni、40Ni、16Mo3、SA105、DG20Mn、20HD
20CrMn~40CrMn、20CrMnMo~40CrMnMo
、20CrNiA~40CrNiA
牌
牌
P245GH~P290GH、SA182F11(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)、S235JRG12+N
20Mn2B~45Mn2B、20MnMoNb
、38CrMoAl、SA182F12
号
号
截最高
面允许
尺装炉
寸温度
150*1501100
200*2001100
10”~12”1000
14”~16”1000
18”~21”1000
22”~24”950
保温
时间(h)
随
2
炉
2
升
2.5
温
2.5
16Mn5D、18Mn5D
始锻温度
截
最高
面
允许
保温
尺
装炉
寸
温度
保温
1
150*150
1050
1.5
200*200
1000
1.5
2
10”~12”
950
2
2.5
14”~16”
950
2
3
18”~21”
900
2.5
3.5
22”~24”
900
2.5
始锻温度
保温
时间(h)
1.5
随
1.5
炉
2.5
升
3
温
3.5
4
合金结构钢、弹簧钢、热作模具钢
耐热钢、不锈钢
34CrNiMo~34CrNi3Mo
、18Cr2Ni4W~25Cr2Ni4W、PCrNi1Mo~PCrNi3Mo
0Cr13~4Cr13、1Cr17Ni2、Z5CND16-04、Z5CND13-04、9Cr18Mo
材
20CrNiMo~40CrNiMo
、12Cr2Ni~20Cr2Ni4、21CrMoV~21CrMoNiV4-7
材
X22CrMoV12-1、C422、X12CX12CrMoWVNbN10、00Cr18Ni9、0Cr18Ni9
料
40CrNiMoV、40Cr2MoV、40NCDV7.03、F91、WB36、F22、F22V
料
0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、00Cr19Ni10、0Cr19Ni9N
牌
SA508GrCL1、B50A164B2、14Cr1Mo、T7~T10、5CrNiMo、5CrMnMo
牌
0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr25Ni20、X10CrMoVNb9、0Cr18Ni12Mo2Ti
号
28CrMoNiV、15Cr1Mo1V~20Cr1Mo1V1、25Cr2MoV~25Cr2Mo1V、65Mn
号
1Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr17Ni4Cu4Nb、2Cr11NiMoNbVN
30Cr2Ni2Mo、30Cr2W8、60CrMoV、50SiMn、50CrVA、30W4Cr2VA
F50~F55、F59~F61、1Cr12Mo、2Cr12MoV、1Cr11MoV、1Cr17
截
最高
面
允许
850℃
尺
装炉
寸
温度
时间(h)
150*150
≤700
0.5
200*200
≤700
1
10”~12”
≤650
1
1.5
2
14”~16”
≤650
1
2
2
18”~21”
≤600
1
2.5
2.5
22”~24”
≤600
1
2.5
3
始锻温度
始锻温度
截
最高
面
允许
850℃
保温
尺
装炉
保温
寸
温度
时间(h)
1.5
150*150
≤650
1
1.5
1.5
1.5
随
2
200*200
≤650
1
1.5
2
随
2.5
炉
2.5
10”~12”
≤600
1.5
2.5
2.5
炉
3
升
3
14”~16”
≤600
1.5
2.5
2.5
升
3.5
温
3.5
18”~21”
≤500
2
3
3
温
4
4
22”~24”
≤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
60CrMo、60CrMnMo、60CrMnMoV、PCr、PCr2Mo、Cr12MoV、9Mn2V
材
GH80、GH901、GH904、GH4145、WR26、NiCr20TiAl
料
Cr6WV、W18Cr4V、9SiCr、CrWMn、GCr15、PCr18Mo、Cr4Mo4V
料
Incone1600、Incone1800
牌
16Cr2Ni4MoA
、H13、Cr12
牌
第二火开始按有效的厚度
0.8Min/mm
保温,经碳弧气刨增加
号
号
0.4Min/mm保温时间,电渣锭加热规范另外制定。
始锻温度
始锻温度
截
最高
截
最高
面
允许
850℃
面
允许
900℃
尺
装炉
保温
尺
装炉
保温
寸
温度
寸
温度
时间(h)
时间(h)
150*150
≤650
1
1.5
1.5
1
150*150
≤650
1
2.5
1.5
1
2.5
200*200
≤600
1
1.5
2
随
1.5
200*200
≤600
1
3
1.5
1.5
3
10”~12”
≤600
1.5
2.5
2.5
炉
3
10”~12”
≤600
2
4
2
2
4
14”~16”
≤600
1.5
2.5
2.5
升
3.5
14”~16”
≤600
2
4.5
2
2
4.5
18”~21”
≤600
2
3
3
温
4
18”~21”
22”~24”
≤600
2
3
3
4.5
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 钢号 锻件截面尺寸 号 ≤100 101~200 201~300 301~400 奥氏体不锈钢304、316、50Mn18Cr4、1Mn18Cr18N 空 空 空 空 Ⅰ 08、10#~45#、15Mn~45Mn 空 空 空 堆冷 15Cr~20Cr、Q195~Q255 空 空 空 堆冷 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 Ⅱ 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 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 Ⅲ 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 GH80、GH901、GH904 炉冷 热装炉 热装炉 Ⅳ 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: ℃ 450~550 ≤80℃ 待料 /h 0 630~660 保温h 400 均 ≤60℃/h (Ⅰ) 热 ~30℃/h 出炉 250~150 40℃/h~20℃/h t(h) 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: 1.5~2h/100mm; 2.Ⅲ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算: 2.5~3h/100mm; 3.Ⅳ类钢号炉冷保温时间按有效截面尺寸计算: 4~5h/100mm。 二.重要锻件、有特殊要求的锻件锻后炉冷工艺曲线Ⅱ: ℃ 630~660 450~550 保温 280~320 待料 (Ⅰ) ≤80 ℃ 保温 ≤80℃ /h (Ⅱ) /h 0 630~660 保温 均 ≤60℃/h 400 (Ⅲ) 热 ~30℃/h 250~150 出炉 40℃/h~20℃/h 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: ℃ 640~660 450~550 ≤80℃ 保温~60 待料(Ⅰ)℃/h 0 正火温度 空冷 均保温 350~400 热(Ⅱ) 冷却保温 (Ⅲ) 高温回火温度 炉冷 均 400 保温 80℃ 60℃ 热 (Ⅳ) 250~150出炉 ~60 ~40 40~20℃/h ℃/h ℃/h 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: ℃ 780~800 700~720(滚珠钢) 650~670(冷轧辊钢) 630~650 400~450 450~550 均 保温 ≤80 热 (Ⅱ) 均 保温 保温 ~60 炉冷 ≤80℃ 热 (Ⅲ) 待料 (Ⅰ) ℃/h ~60℃/h 0 400 40~20 ℃/h≤150℃出炉 200~150℃/h 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; 3.700~720℃(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 ℃ 550~650550~650 校直 ≤550 350~550 随 ≤80 保温 保温 炉 ≤400~550℃ 装炉 ℃/h (Ⅰ) (Ⅱ)
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