沈阳40CrMo合金结构钢大型锻件的传统制造方式是采用大型钢锭开坯、自由锻造成形。但随着重大装备的不断发展,对大型锻件的要求越来越高,不仅规格和截面越来越大,而且内在质量也不断提高,传统的制造方式已经难以满足要求。为了适应高端装备的需求,实现大型锻件形质兼备的目标,急需对制造方式进行变革。为此,以传统钢锭制造技术提升和新型增材制坯技术开发为代表的均质化制坯、一体化制造及模锻化成形等制造方式应运而生。沈阳40CrMo合金结构钢大型锻件是电力、冶金、石化、造船、矿山、航空航天、军工等装备(图1)的基础部件,其经济带动性强,涵盖面广,是装备制造业产业链上不可缺少的重要一环。大型锻件传统的制造方式是自由锻造成形,“肥头大耳”和“傻大黑粗”曾经是大型锻件的代名词。
1、沈阳40CrMo合金结构钢利用Ca、稀土等微量元素对夹杂物的变质作用,改变钢中的夹杂物的结构形貌和物性,使钢中夹杂物球化、细化,从而提高钢材的力学性能。2、沈阳40CrMo合金结构钢对钢锭进行高温扩散热处理,可以改善钢锭的成分不均匀性,从而提高钢材的横向性能。3、沈阳40CrMo合金结构钢在热加工方面,对钢锭进行反复的镦拔和多向轧制,增大变形量,可降低钢中的碳化物偏析的级别,也有利于改善钢材的各向异性。4、沈阳40CrMo合金结构钢钢的纯净度对 模具钢材的等向性能有很大的影响,采用二次精炼技术(包括真空精炼、ESR和钢包喷粉等),可以提高钢材的纯净度,尤其降低钢中的有害杂质的含量,对提高性能十分有益。
锻造生产中,除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外,还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求,采用合理的锻造工艺和工艺参数,可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能:(1)沈阳40CrMo合金结构钢打碎柱状晶,改善宏观偏析,把铸态组织变为锻态组织,并在合适的温度和应力条件下,焊合内部空隙,提高材料的致密度;(2) 沈阳40CrMo合金结构钢铸锭经过锻造形成纤维组织,进一步通过轧制、挤压、模锻,使锻件得到合理的纤维方向分布;(3) 控制晶粒的大小和均匀度;(4) 改善第二相(例如莱氏体刚中的合金碳化物)的分布;(5) 使组织得到形变强化或形变-相变强化等。
沈阳40CrMo合金结构钢其形貌在横向低倍试片上为细发丝状锐角裂纹,断口为银白色雀斑。其形状不准则,大小悬殊,非常小长轴尺寸仅2mm,非常大的为24mm。白点本色是一种脆性锐边裂纹,具备极大的风险性,是马氏体和珠光体钢中非常凶险的缺点。白点成因是钢中氢在应力用途下向拉应力区富集,使钢产生所谓氢脆,发生脆性断裂,以是氢和附加应力团结用途是白点产生的缘故。沈阳40CrMo合金结构钢对策是:1)低落钢中氢含量,如留意烘烤炉料,冶炼时充分沸腾,真空除气,炉外精炼脱气等。2)接纳消除白点的热处理,要紧使命是分散钢中氢,消除应力,如扩氢退火热处理等。详见铸造历程中多见的缺点中的锻后清算工艺欠妥常产生的缺点。
沈阳40CrMo合金结构钢 WHF法是一种宽砧强力压下锻造法(Wide Die Heavy Blow Forging )。WHF法用的是上、下宽平砧,大压下率,为保证坯料心部的压应力状态和足够的变形,要求砧宽比应达到 0.68~0.77,每次压下率至少为 20%。沈阳40CrMo合金结构钢的这种方法主要着眼于心部的大变形,其心部的变形比用普通平砧拔长要大得多,对消除钢锭内部的缩孔、疏松等缺陷十分有利。同时由于WHF法坯料变形对称,容易操作,特别适合于大型水压机锻造,目前在重机行业应用十分广泛。
沈阳40CrMo合金结构钢锻件淬火冷却时,由于不同部位存在温度差异及组织转变的不同所引起的应力称为淬火内应力。当淬火应力超过钢的屈服强度时,锻件将产生变形;当淬火应力超过钢的抗拉强度时,锻件将产生裂纹而成为废品。沈阳40CrMo合金结构钢为了防止锻件的变形和开裂的产生,可采用不同的淬火方法 (如分级淬火或等温淬火等)和工艺合理的设计措施(如结构对称、斜面均匀、避免尖角等),尽量减少淬火应力,并在淬火后及时进行回火处理。