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发表于 2008-11-18 16:35:54
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来自： 中国湖南衡阳
50Mn18Cr4型护环钢，由于铸锭晶粒粗大，柱状晶带发展，而且加热时对过热敏感，故可锻性较差，热锻时容易开裂。锻造应采用合适的锻造温度范围和成形方法。* C' j% n- F9 Q( o
50Mn18Cr4型护环钢的始锻温度选1180～1200℃为宜。该钢种在660～800℃范围内材料塑料显著降低，因此终锻温度应该严格控制在850℃以上。
: H9 D q H% Q" E9 v Mn18Cr18N钢与50Mn18Cr4对比，化学成分显著不同点是：铬含量高、氮含量高、碳含量低。所以钢的热塑性明显降低，热锻开裂倾向增大，因而采用控制热成形，及时消除裂纹隐患尤为重要。所谓控制锻造，即严格控制热锻温度范围、控制应变速率，改善变形应力状态。这样不仅能防止裂纹缺陷，而且能提高内在质量。
/ B/ |, v) J0 L5 o5 s" S 镦粗开裂是由于切向拉应力过大或材料塑性低。选用合适的变形温度和镦粗变形量，或者在模内镦粗，可以防止此类缺陷。
2 X6 ^! x( ~/ @8 u2 g- t# y7 u6 V 50Mn18Cr4型钢再结晶温度（约750～800℃）高，软化能力弱，墩粗时坯料上、下端面金属温度降低得很快，当较大的激粗变形后，如金属硬化得不到恢复，再马上冲孔，则由于端面塑性低，又处在拉应力状态下，孔口部位常易产生裂纹。如果将镦粗和冲孔分别在两火次进行，则可避免此类缺陷。6 O! F1 V1 l" b3 b! v1 g
（1）生产流程
! m5 M% O7 E- N; L; t/ K" f! f 冶炼、铸锭——锻制重熔电极（亦可铸造电极）——电渣重熔（ESR）——热锻制坯（控制锻造与高温形变热处理）——粗加工——变形强化（液压胀形或楔块模具扩孔法）——去应力处理——检验、包装。 D$ { o; b* Y8 U. Q0 s6 [3 [
也有不采用控制热成形与控制冷却，而用粗加工后，固溶化处理并变形强化。该方案流程长，质量不易控制。
0 Y k9 E1 @6 F+ s （2）技术要求( _1 k, i4 _2 {+ J# v! v
大型护环系高应力、重负荷、易失效的关键件，所以技术要求很高。生产护环除了满足用户订货条件外，希望达到美国西屋电气公司标准（P.D.S10725BR级）。
- M1 L$ Y f) Y( \1 R# d8 V （3）冶炼与电渣重熔9 b I' \' E5 C! \
鉴于高强度与抗应力腐蚀的要求，选用Mn18Cr18N钢。该钢中含碳量低（ω（C）≤0.12％），氮高（ω（N）≥0.4％），铬高（ω（Cr）＝17.5％～20.0％），硫、磷低（ω（P）≤0.05％，ω（S）≤0.015％），且总合金量占钢水总量50％以上，冶炼难度很大。在电炉上采用氧化法为主的操作，得到满意的化学成分。
$ `! v+ E7 g! @. d7 d7 h' P c0 J 重熔中采用以 CaF2和 Al2O3为主的渣系，注意电功率不宜过大，熔化速度不宜过快的原则，保证了电渣锭的质量。
* e( s7 x4 e$ F+ m5 `5 I7 e5 v （4）加热与锻压2 `4 Y1 s$ F& X
Mn18Cr18N钢系奥氏体本质粗晶粒钢，高塑性温度区间较窄。热加工变形抗力较大，有很强的过热敏感性，容易过热、过烧。为了得到比较细小均匀的组织结构，必需合理制定并严格遵守加热规范，必须严格控制热力学因素，实行控制热成形与控制冷却方案。即控制温度与变形的参数和最佳匹配关系。变形后，控制高温停留时间，控制入水冷却速度，得到良好的形变热处理效果。经过该方案制成的环坯，组织细小均匀，工序简化，综合力学性能高，为下步变形强化，提高性能奠定了较好的基础。
1 j, A+ h8 C5 o) M% T4 X' X 为防止过热和晶粒过于粗大以及碳化物大量析出，最后一火锻造温度范围取为1180～900℃。
/ ]; q( M4 L* N& L 电渣锭的锻造工序为：轻压滚圆，压下量为20mm左右；锻粗、冲孔时要防止鼓肚裂纹与毛刺；然后芯轴扩孔，芯棒拔长，要求转动均匀每次压下要均匀锻透，锻压过程中发现裂纹及时清理，以防裂纹扩大。
3 f( m5 e! O3 R3 p6 n （5）扩孔强化
$ {: E ]5 r( c/ o( J5 g+ S 该大型护环需在120MN水压机上用楔块模具冷扩孔强化，或减压法液压胀形强化，在形变强化过程中应合理控制工艺参数，保证均匀变形。
1 t) v! v& |1 j5 _: v5 t 最后经330～350℃，12h，稳定尺寸，消除应力回火。
' }" x: o! j% k. A （6）质量检验结果- F/ S3 ]! S' t( ?+ a. f5 K O" j
化学成分达到用户要求及美国西屋电气公司标准。其中N含量检查结果为ω（N）0.52％～0.60％，用户要求ω（N）≥0.4％，西屋公司要求ω（N）≥0.50％。
1 A2 t( @+ z: Y e- b# \ 力学性能全部达到标准，其中σ0.2用户和西屋公司要求为1030～1170MPa，检查结果为1074～1083MPa，伸长率δ5要求为 20％，实际为 20.5％～25％。' A- T$ U' T- |5 y
晶粒度规定标准为优于1级，检验结果为5～4级。
7 o* ^" b; {6 Y; V 磁导率，要求μ≤1.1，实际μ＝1.0015。尺寸检查符合图样要求。+ P6 Q* W. O' V1 F( t, a$ F# {
超声波探伤，要求纵波≤φ2mm 缺陷，实际未发现≥φ1.6mm缺陷。横波，未发现≥1/2 基准线的回波。
- @# L. J7 x8 h 液体渗透探伤检查未发现缺陷痕迹显示。
6 f" S$ e2 c* ?2 W9 @3 _- @ b 综上所述，以上工艺方案、工艺参数、质量控制技术是可靠的，产品全面满足用户订货条件，达到了美国西屋电气公司P.D.510725标准的BR级指标，相当80年代国际水平。 |
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发表于 2008-12-30 23:13:36