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大型42crmo合金钢板类锻件的淬火方式
双击自动滚屏 作者:40cr钢板 来源: 日期:2017/5/22 7:16:32 人气:

大型42crmo合金钢板类锻件的淬火方式

中国一重铸锻钢事业部水压机锻造分厂承制的多项产品锻件为大型板类锻件,由于锻件尺寸较大,淬火入水后下表面产生的蒸汽无法及时排出,导致上、下表面冷却速度不均匀,造成锻件各部位性能差距较大,无法满足技术条件要求。本文将简述解决板类锻件淬火冷却速度不均匀的操作方法。

1.锻件尺寸
公司生产的板类锻件尺寸、吨位如表1所示。
表1 锻件调质前尺寸
名称
长度/mm
宽度/mm
厚度/mm
吨位/t
数量/件
项目1
7130
3625
450
91.3
4
项目2
7820
3990
430
106.54
4
项目3
7740
3920
450
107.18
4
项目4
6980
3580
350
70.62
4

生产流程:冶炼→15000kN水压机锻造→锻后热处理→粗加工→调质→性能检验→包装发运。

2.传统生产方式
淬火时,采用铁链吊运锻件垂直入水,如图1所示,造成下表面入水后产生的大量蒸汽无法及时排出,形成蒸汽膜,导致锻件下表面冷却速度缓慢,影响其最终性能。


图1 传统淬火入水方式
由于蒸汽产生后无法及时排出,下表面蒸汽聚集形成蒸汽膜,对于锻件起到了冷却保护作用,严重影响了锻件冷却速度,造成下表面部位组织中铁素体含量较多,并且有些呈网状。然而锻件的性能取决于组织,组织取决于冷却工艺。因此,为满足板类锻件性能要求应解决其淬火冷却速度不均匀问题。在实际生产中,由于锻件下表面蒸汽聚集较多,引起锻件产生震动,存在较大的安全隐患。

3.解决方案
(1)方法
根据板类锻件特点,利用车间现有吊具铁链在铁链挂住锻件后,下降铁链,同时天车向一侧偏离,再将锻件吊起。此时,将锻件与热处理台车面控制成30°~45°角,然后吊至水槽入水淬火,如图2所示。




图2 新淬火方式操作步骤
在偏车起吊时,锻件与台车面角度需控制在<45°,若角度过大将导致铁链与锻件产生滑动,造成安全事故发生,角度过小在实际应用中发现蒸汽排出较慢,冷却效果不佳。应尽量控制在30°~45°范围。

(2)原理
由于锻件与地面成一定角度,锻件入水后,下表面形成的蒸汽受到的阻力减小,并且水槽中的水为循环水(循环量较小),水的流动会很容易将下表面的蒸汽带走,因此提高了锻件下表面冷却速度,保证了锻件整体均匀冷却。

4.效果
通过上述淬火方式的应用,提高了板类锻件下表面冷却速度,保证锻件各部位均匀冷却,最终我公司生产的此类大型板类锻件调质后全部满足技术条件要求的各项性能指标,并且锻件各部位性能指标比较均匀,满足用户需求。

5.结语
(1)通过改善板类锻件淬火吊运方式,解决锻件上、下表面冷却不均匀问题而导致性能偏差较大现象。利用现有吊具,改变传统吊运方式,保证锻件入水后下表面形成的蒸汽及时排出,避免蒸汽的聚集形成保护膜,影响锻件冷却效果。

(2)选择锻件倾斜入水方式,防止了因蒸汽聚集造成锻件震动的产生,避免因锻件震动可能会发生的安全事故。

(3)本淬火方法的实施,保证了产品质量,提高了锻件生产效率,保证锻件能够按期交货。
钢号

原始组织
预处理
Ac1以上的加热速度/℃·s-1
30~60
100~200
400~500
Ac1以上的加热时间/s 
2~4
1~1.5
0.5~0.8
35
细片状珠光体+细粒状铁素体
正火
880~920
910~950
970~1050
片状珠光体+铁素体
退火
910~950
930~970
980~1070
索氏体
调质
860~900
890~930
930~1020
40
细片状珠光体+细粒状铁素体
正火
860~910
890~940
950~1020
片状珠光体+铁素体
退火
890~940
910~960
960~1040
索氏体
调质
840~890
870~920
920~1000
45钢、50钢
细片状珠光体+细粒状铁素体
正火
850~890
880~920
930~1000
片状珠光体+铁素体
退火
880~920
900~940
950~1020
45Mn、50Mn
细片状珠光体+细粒状铁素体
正火
830~870
860~900
920~980
65Mn
片状珠光体+铁素体
退火
860~900
880~920
930~1000
索氏体
调质
810~850
840~880
900~960
细片状珠光体+细粒状铁素体
正火
810~850
840~880
900~960
35Cr
片状珠光体+铁素体
退火
860~880
860~900
920~980
索氏体
调质
790~830
820~860
860~920
索氏体
调质
880~920
900~940
950~1020
珠光体+铁素体
退火
940~980
960~1000
1000~1060
40Cr、45Cr、40CrNiMo
索氏体
调质
860~900
880~920
940~1000
珠光体+铁素体
退火
920~960
940~980
980~1050
40CrNi
索氏体
调质
840~880
860~960
920~980
珠光体+铁素体
退火
900~940
920~960
960~1020
T8A
T10A
粒状珠光体
退火
820~860
840~880
900~960
片状珠光体或索氏体(+渗碳体)
退火或调质
780~820
800~860
820~900
CrWMn
粒状或粗片状珠光体
退火
840~880
860~900
900~950
细片状珠光体或索氏体
调质
820~860
840~880
870~920

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