大型鍛件的冷卻工藝的主要參數是終冷溫度和到達終冷溫度所需冷卻時間。終冷溫度應該保證沿截面獲得馬氏體和貝氏體組織,但是,實際上大鍛件除高合金鋼深冷淬火時能得到相當數量的馬氏體外,一般工件在目前通用的工藝條件下都得不到馬氏體,而只能得到貝氏體或珠光體組織。
(一)冷卻速度的選擇。
根據大鍛件的技術要求,確定大鍛件冷卻后需要得到的組織,按照該鋼種的連續冷卻轉變曲線,可以求得鍛件心部不析出鐵素體的臨界冷卻速度,或不產生珠光體轉變的臨界冷卻速度,或得到貝氏體和馬氏$的冷卻速度,所以冷卻速度的選擇實際上就是確定冷卻介質和冷卻方式。參照不同直徑的大鍛件在水、油、空氣中冷卻時,心部的冷卻速度,這可以參考相近直徑和相近鋼種的實測冷卻曲線,也可以通過現有的圖表確定。
(二)終冷速度的確定
大鍛件冷卻時,由于表面和心部的溫差較大,產生很大的溫差熱應力,特別是在低溫轉變區希望溫差能減少一些,所以大鍛件冷卻時一般不采用冷卻到底的方式,而采用控制心部冷卻溫度的方式。心部終冷溫度到底多少算合適,以下從理論上進行一些分析。終冷溫度的髙低決定于鋼的成分,鍛件尺寸和對轉變的組織和性能要求,根據既要降低鍛件中的內應力,又要充分發揮材料的性能潛力,提高鍛件的力學性能,一般對不同鋼種的鍛件,確定冷卻速度與終冷溫度的原則如下:高合金鋼鍛件(如26Cr2Ni4MoV)的心部冷卻速度要能抑止鐵素體,珠光體及大量上貝氏體的出現,在冷卻介質中的冷卻時間應使鍛件心部終冷溫度低于貝氏體轉變終了溫度,保持在200-350℃之間。
對于中合金鋼鍛件,在冷卻過程中,一般應不析出鐵素體或珠光體組織,為此除了一定的冷卻速度外,還必需使鍛件的終冷溫度低于這些組織的析出溫度,一般在300-450℃之間。對用珠光體基鋼制的高中壓汽輪機轉子,為了獲得上貝氏體組織,終冷溫度可高些。對碳鋼和低合金鋼鍛件,既使采用激烈的冷卻方式,對大鍛件來說,也不能獲得馬氏體組織,心部獲得貝氏體也很困難,但是希望獲得盡量彌散的組織,例如沒有粗大的珠光體或鐵素體組織出現,所以適當地降低終冷溫度也是有好處的。顯然過低的終冷溫度也不會顯著地改善這類鋼的性能,反而增加開裂的危險性,因而終冷溫度比其他鋼種可以高些,碳鋼在550℃左右,低合金鋼在450℃左右。
這里指的心部終冷溫度是指回火升溫以前心部冷卻必須達到的溫度。在實際生產中,有些截面較小的鍛件,在冷卻工藝完畢時,心部已達到上述終冷溫度,而有些截面較大的鍛件,為防止產生過大的內應力,在心部降溫到上述終冷溫之前,冷卻工藝即已停止,鍛件已從冷卻介質中轉移到回火爐中,這時回火爐的溫度一般低于心部終冷溫度,所以心部溫度當鍛件離開冷卻介質裝入回火爐的低溫保持階段,仍然不斷降低,即在這種情況下,淬火終止時心部終冷溫度高于上述數值,而只是在回火爐中入爐溫度下保持時,才達到所需的心部終冷溫度,這在制訂工藝時必須給予仔細考慮。
近年來,由于鋼液真空處理技術及其他精煉技術的應用,鍛造工藝的不斷改進,大大地改善了大鍛件的冶金質量,因而在大鍛件的冷卻中越來越多地采用深冷工藝,終冷溫度大大地低于上述范圍。
(三)冷卻時間
在大鍛件的生產中,心部溫度是不能測量的,所以不能直接用控制心部終冷溫度的辦法來控制冷卻過程,只能通過控制冷卻時間來控制冷卻過程,在實際生產中冷卻時間一般是根據實測冷卻曲線和總結生產經驗來確定的。
綜上所述是如何確定冷卻參數的,在鍛造加工過程中更具有了專業性,那么山西永鑫生鍛造有限公司在鍛造生產不銹鋼鍛件時,在冷卻的過程也是按照以上的方法來確定的,讓我們的產品更專業和更有質量保障。