大型鍛件的主要特點
2019-12-03 17:11
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1.尺分大、重量大、大型鍛件(large fbrging,KpynHtjfluokobok)的最主要、最根本的特點是它的尺寸大和重量大。例如:我國近年來制造成功的600MW汽輪發電機轉子鍛件的尺寸為Φ1280mmX16310mm，單重111. 5t;國外生產的2200~2400MW汽輪發電機轉子鍛件的尺寸為Φ1808mmX 16880mm，單重247t。
由于尺寸大和重量大，大型鍛件必須由大型鋼錠直接鍛成。眾所周知，大型鋼錠中的偏析、疏松、縮孔、非金屬夾雜物和各種組織不均勻性非常嚴重，氣體含量也比較高，而且這些缺陷很難在隨后的鍛造過程中去除。所以，在大型鍛件中往往存在著顯著的化學成分不均勻性、多種多樣的組織缺陷過高的有害氣體含量。從而使得大型鍛件的復雜、費時和昂貴。因而，必須小心翼翼地進行。
其次，由于尺寸大和重量大，工件的熱容量必然很大，這就使得大型鍛件在執行熱處理工序時不可能得到比較大的加熱速度和冷卻速度。因此，對于性能、質量要求較高，必須通過調質或淬火使鋼的內部組織發生重大改變的大型鍛件，必須采用過冷奧氏體非常穩定、淬透性很高的鋼種，如:Ni-Cr-Mo、Ni-Mo-V、Ni-Cr-Mo-V系鋼等。但是，過冷奧氏體 穩定性高的鋼易于發生組織遺傳，并進而造成合金鋼大鍛件中的晶粒粗大和大小不均。為了解決這個問題，往往需要采用特殊和比較復雜的熱處理過程。
再者，尺寸大和重量大，必然使得大型工件在加熱和冷卻過程中產生巨大的表面與心部溫差和組織轉變的不同時性，并進而造成工件中的巨大內應力。在大型鍛件中，巨大的壓應力會對大型鍛件內部組織轉變產生阻礙作用，使其推遲或減少轉變數量;巨大的拉應力會導致工件中的裂紋，甚至整體斷裂。此外，在熱處理過程結束之后,巨大的內應力會轉化為永駐于大型工件內部的殘余應力,其數值有時可高達數十或百余MPa,并可與其他有害因素(如鋼中的氫、大尺寸的非金屬夾雜物、寒冷的氣候等)結合，造成大型工件在儲存或運送中發生斷裂，稱為置裂。當內應力的數值較小時，雖然不會導致斷裂的發生，卻會 引起大型工件的尺寸、形狀的不穩定，并將轉化成為工件在正常工作時所承受載荷的一部分，使工件的有效承載能力降低。
此外,還有大型鍛件在力學性能上的方向性，工件表層與心部組織、性能上的巨大差異等，也都是由于其尺寸大、重量大所引起的。
2.生產環節多、前期工序的影響大。大型鍛件的生程包括:煉鋼、鑄錠、鍛造、熱 處理和粗加工等環節，不但工序多、周期長，而且每一環節的執行情況都會對大型鍛件的性能、質量產生重大影響。所以，對于從事大型鍛熱處理工作的人，必須全面、具體地了解每一大型鍛件的前期工序的執行情況及其對熱處理過程所造成的影響，有時甚至要根據前期工序的執行結果來修正(或安排）后繼的熱處理工藝，他人 (包括前人和外國人)和自己通過多年的生產實踐所得到經驗和積累下來的數據，是十分重要和寶貴的,應當充分利用和借鑒。但是，只作到這一點是不夠的。還應當努力吸收當代科技成就中一切對我們有用和行之有效的東西，并盡量發揮大型鍛件在成分設計、工藝代科技成就中一切對我們有用和行之有效的東西，并盡量發揮大型鍛件在成分設計、工藝設計和電子計算機模擬計算等方面的作用,以便在工藝過程開始之前便將在工藝執行中可能發生的問題逐一解決，以求最終獲得一個性能、質量和使用壽命都好的大型鍛件，并最大限度地發揮金屬材料的潛力。
