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(fā)電機轉(zhuǎn)子鍛件的尺寸為Φ1280mmX16310mm，單重111. 5t;國外生產(chǎn)的2200~2400MW汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)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(yán)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(xué)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(fù)雜、費時和昂貴。因而，必須小心翼翼地進(jìn)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(zhí)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(zhì)量要求較高，必須通過調(diào)質(zhì)或淬火使鋼的內(nèi)部組織發(fā)生重大改變的大型鍛件，必須采用過冷奧氏體非常穩(wěn)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(wěn)定性高的鋼易于發(fā)生組織遺傳，并進(jìn)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(fù)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(chǎn)生巨大的表面與心部溫差和組織轉(zhuǎn)變的不同時性，并進(jìn)而造成工件中的巨大內(nèi)應(yīng)力。在大型鍛件中，巨大的壓應(yīng)力會對大型鍛件內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生阻礙作用，使其推遲或減少轉(zhuǎn)變數(shù)量;巨大的拉應(yīng)力會導(dǎo)致工件中的裂紋，甚至整體斷裂。此外，在熱處理過程結(jié)束之后,巨大的內(nèi)應(yīng)力會轉(zhuǎn)化為永駐于大型工件內(nèi)部的殘余應(yīng)力,其數(shù)值有時可高達(dá)數(shù)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(jié)合，造成大型工件在儲存或運送中發(fā)生斷裂，稱為置裂。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力的數(shù)值較小時，雖然不會導(dǎo)致斷裂的發(fā)生，卻會 引起大型工件的尺寸、形狀的不穩(wěn)定，并將轉(zhuǎn)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(xué)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(chǎn)環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)，不但工序多、周期長，而且每一環(huán)節(jié)的執(zhí)行情況都會對大型鍛件的性能、質(zhì)量產(chǎn)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(zhí)行情況及其對熱處理過程所造成的影響，有時甚至要根據(jù)前期工序的執(zhí)行結(jié)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(chǎn)實踐所得到經(jīng)驗和積累下來的數(shù)據(jù)，是十分重要和寶貴的,應(yīng)當(dāng)充分利用和借鑒。但是，只作到這一點是不夠的。還應(yīng)當(dāng)努力吸收當(dāng)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(fā)揮大型鍛件在成分設(shè)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(fā)揮大型鍛件在成分設(shè)計、工藝設(shè)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(zhí)行中可能發(fā)生的問題逐一解決，以求最終獲得一個性能、質(zhì)量和使用壽命都好的大型鍛件，并最大限度地發(fā)揮金屬材料的潛力。
