提高cr含量和cr含量的生产实践

提高cr含量和cr含量的生产实践

我国工厂生产的cs5轴腐件为高精装配厂生产的大型腐件毛面。该合资企业出口的船用产品中由我厂提供的大型锻件占有相当的份额,如何优化工艺、缩短或简化生产工艺流程,对我厂的生产经营有着十分重要的意义。1技术要求1.1物理分化我厂生产的C45艉轴锻件的化学成分见表1。1.2力学能力我厂生产的C45艉轴锻件的力学性能取样略图见图1。力学性能要求见表2。2传统的制造工艺和问题2.1第二热处理以提高材料利用率为主要依据,但,在模冶炼→精炼(含除气)→铸锭→加热→锻造→锻后热处理→粗加工→调质(第二热处理)→性能检验→校直→半精加工→交验入库。一般情况下调质钢的力学性能是通过调质来保证的,因此,按上述流程制造的艉轴锻件力学性能全部合格。但是因工步多,造成产品成本较高。为了降低成本,达到优质高产的目的,我们建议采取以下措施:(1)我厂第二热处理使用的热处理炉全部是井式炉,因受吊装卡具等因素的影响,每炉装炉量不超过15t。热处理费用在成本构成中占的比重较大。如果取掉第二热处理,性能处理在锻后热处理时完成,可极大地降低成本。(2)如果取消第二热处理就能取消半精加工和校直工序,可以减少机加工余量(即取消半精加工余量),有效地提高材料利用率。基于以上原因,优化工艺是势在必行。3制造工艺的优化3.1交验入库及验收冶炼→精炼(含除气)→铸锭→加热→锻造(FM法)→锻后热处理→粗加工→性能检验→交验入库。优化后的流程与原工艺流程相比,去掉了调质(第二热处理)、校直、半精加工三个工步。为了达到规定的力学性能,尤其是用锻后热处理(正火+回火)达到第二热处理(淬火+回火)的指标,我们对化学成分、锻造工艺、回火温度三个重要环节作了调整和试验。3.2次热处理对reh、rp的影响第一轮试生产的三炉钢实际成分见表3。锻造工艺为两次镦粗、两次拔长,锻造比为4.34～17.15,锻后热装炉进行正火+回火处理。锻后热处理工艺见图2。按规定位置取样进行力学性能试验,结果见表4(取退火炉中冷却速度较慢的任意2支锻件)。从表4可以看出,ReH多数达到指标,但保险系数不大。而Rm多数未达到指标,A指标全部符合要求且有较大储备量。说明通过调整回火温度来适当提高强度,理论上是可行的。选07122-5、07197-6两支锻件进行第二次热处理,具体工艺为:正火860+10℃空冷,回火580+10℃空冷。试验结果见表5。从表5可以看出,ReH全部合格、Rm合格率仅达58%,延伸率A也没有太多储备,且与取样部位(即不同冷却速度的位置)没有明显对应关系。这说明材料热处理质量不高,潜能不足。为此,我们参照GB/T17107-1997中的技术参数和第一轮试制经验制定了第二轮试制方案。3.3试验过程及结论3.3.1化学成分第二轮试生产时内控的化学成分指标见表6。与表1相比,C、Mn、Si含量均调高,同时增加了Cr含量要求。这些元素可以溶于铁素体中,强烈地提高铁素体的强度,同时增加了碳化物的占有量,从而提高正火状态下(正火+回火)材料的力学性能。3.3.2锻造工艺采用FM法,减少一次镦粗,锻造比在2.8以上。3.3.3第二轮试验过程及结论(1)化学成分见表7。(2)锻造工艺采用一次镦拔,锻比为2.8,镦粗系数2.0,钢锭重9500kg,锻件重6265kg。(3)热处理工艺见图3。(4)按图3工艺热处理后不同部位的力学性能见表8。从表8得知,各项指标均高于要求指标。通过对5支锻件共54个试样的力学性能进行统计,其平均值达到ReH=392.7MPa、Rm=732.6MPa、A=25.3%,明显高于标准要求。以上锻件按EN10228-3中4级要求进行超声波探伤,全部合格。4“退火+退火”工艺(1)通过调整化学成分的内控范围、优化锻造工艺和热处理工艺参数,用锻后热处理的“正火+回火”工艺代替第二热处理的“淬火+回火”工艺,使C45艉轴锻件力学性能完全能够达到船规要求。(2)通过工艺优