1Cr11MoV马氏体不锈钢的锻造工艺
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
参考文献
[ 1] 编委会 合金 钢手 册 [ M] 北 京: 冶 金工 业出 版 社, 19 73
[ 2] 林法禹 特种锻压工艺[M ] 北 京: 机 械工业出版 社, 19 91
摘 要: 讨论 1Cr11M oV 马氏体不锈钢锻件的坯料准备, 加热, 加热温度, 终锻温度及锻后冷却, 退火等工艺问题。 关键词: 1Cr11Mov; 马氏体; 锻造工艺 中图分类号: TG316 1+ 92 文献标识码: A 文章编号: 1672- 9994( 2008) 增- 0079- 02
kg mm2
HB
20 85. 6 73. 9 17. 4 67. 7 5. 8 217 1050 空冷
550 49. 4 36. 6 14. 2 79. 4 18. 4 680 空冷
600 41. 4 25. 7 18. 4 84. 0
1050 油冷 2015
( 3) 1Cr11 MoV 马 氏体不锈钢属合金钢, 塑性 差, 宜轻打, 避免 重锤猛击, 以防十字形 裂纹的形 成。
( 4) 1Cr11 MoV 马氏体不锈钢的锻后冷却极其 重要, 应在 200 的热石灰中进行, 尽可能降 低锻 件的冷却速度, 以保 证奥氏体 # 珠光体转变 的完 成, 使锻件冷却后, 从石灰坑中取出, 并及时进行退 火处理。
500
550
700 空冷
550
550
550
40
279
35
1188
30
> 15000
32
105
28
332
26
844
20
> 20000
% 80 %
安徽冶金科技职业学院 学报
2008 年增刊
2 坯料加热
由于 Cr 的大量 加入, 使 1Cr11MoV 不 锈钢在 800~ 700 以下的低温导热系数大大降低, 要求采 取有效措施, 降低加热速度, 使加热坯料的内部与 外层温差尽可能小, 以避免产生巨大的热应力而导 致坯料内部开裂, 特别是大断面的坯料。为此, 在 实际生产中坯料的入炉温度应低于 400 , 随炉缓 换升温。对于 大于 800mmde 坯料, 必须采取两段 加热制度: 第一阶段将坯料由低温随炉缓慢升温至 800~ 850 , 并视坯料大小保温 1~ 2 小时: 第二阶 段以较快的速度继续升温至规定的锻造温度, 并保 温使之热透。
1Cr11MoV 属于马氏 体不锈热强钢, 含铬量稍 低于 1Cr13, 2Cr13 该钢由 于含有钼, 矾等 元素, 使 热强性明显提高, 并有较好的减震性能和较小的线 膨胀系数, 因此, 该钢使制造低于 540 条件下使 用的气 轮机和 燃气 轮机 叶片 的良 好材料。由于 1Cr11MoV 含有 10% 以上的 Cr, 使钢的抗腐蚀性能 大大 提高。1Cr11MoV 钢对 回火 脆性 不敏 感和在 500 ~ 600 长期保温后的室温冲击韧性变化不 多, 所以允许采用淬火后用较低温度进行回火的方 法获得较高的强度。
8
720 ~ 740 450 56 42 15
8
空冷
500 48 40 15
8
表 5 持久强度
热处理制度
试验温度
持久强度 kg mm2
1050 空冷 1 小时油冷 580 700 3 小时空冷
b 10000 b 10000
21 17. 5
热处理制度
温度
应力 kg mm2 断裂时间 h
500
500
1000 油冷,
第 18 卷增刊 2008 年 8 月
安徽冶金科技职业学院学报 Journal of Anhui Vocational College of M etallurgy and T echnology
Vol. 18 Aug . 2008
1Cr11MoV 马氏体不锈钢的锻造工艺
曹建国
( 马钢股份公司重型机械设备制造公司 安徽马鞍山 243000)
1 坯料准备
用于锻造的棒材, 一般都进行车削剥皮或用砂 轮修磨。但其表面往往还会有许多和皮下气泡缺
陷存在, 对进一步锻造加工非常敏感, 即使是非常 细小的裂纹, 皮下气泡或机械刻痕, 在锻造时也会 扩大, 甚至导致整个锻件的破裂。因此必须加强材 料入库的检验, 不允许表面有肉眼可见的微细裂纹 和皮下气泡的材料入库, 如果在锻造过程中出现裂 纹或其他缺陷, 应立即停锤, 将缺陷凿去, 或用砂轮 等清除后继续锻造, 以免裂纹扩大导致报废。 1 1 化学成分, %
6 结语
( 1) 锻件用坯料的表面不允许有细小裂纹、皮 下气泡、甚至机械划痕的存在。这些缺陷往往在锻 造变形时会扩大甚至导致整个锻件的破裂。
( 2) 锻 造的 加 热温 度: 1Cr11 MoV 以 1150 , 2Cr13 以 1100- 1150 , 过高的加热温度使铁素体 增多, 塑性下降, 并对钢的机械性能不利, 3Cr13 以 1100 , 4Cr13 以 1100 为宜。
热处理制度
b
kg mm2
s
kg mm2
%
1050~ 1100 空冷
∀70
∀50
∀16
!
K
% kg mm2
∀55 ∀6
720 ~ 740 70~
回火
144
53~ 12. 5~ 42~ 4. 6~
129
24. 5 72. 5
23
表 4 高温机械性能
热处理制度
温度 b
s
kg mm2 kg mm2
%
! %
K
此外, 还应注意按规定的保温时间加热坯料, 过长的保温时间将使坯料过热, ∀相增加, 导致形 变困难和热处理后机械性能的下降。因此, 要根据 炉膛温度的不均匀性. 从高温区取出一件后, 立即 从低温去移一件至高温区, 如此逐一完成。
3 锻件的冷却
1Cr11MoV 马氏体不锈钢中有 10% 的铬, 使 C 曲线较碳钢大大向右推移, 可使其心部全部淬透, 得到马氏体组织。因此, 在实际生产中, 1Cr11MoV 不锈钢的锻后冷却必须在 200 的热石灰中进行, 以免可能降低锻件的冷却速度, 即使这样做, 某些 小锻件, 由于热容量小, 冷却速度可能仍然较快, 在 680 以上 只发 生部分 奥氏 体 # 珠 光体 转变, 在 300 以下转变成贝氏体, 甚至马氏体。有条件可 根据奥氏体等温转变曲线, 将终锻温度的锻件立即 置于 700 等温加热炉中, 使整个锻件温度均匀。
弹性模量
温度 E, kg mm2
20 22000
表 2 物理常数 200 300 400 21000 20100 19000
500 17700
600 16800
线膨胀系数
温度, ! 106mm mm,
20~ 200 11. 4
20~ 500 11. 9
20~ 600 12. 3
1 3 机械性能
表 3 室温机械性能
表 1 化学成分
C
0. 11~ 0. 18
Si 0. 50
Mn Cr
10. 0~ 0. 60 11. 5
Ni Mo V
S
P
0. 50~ 0. 25~ 0. 60 0. 70 0. 40 0. 030 0. 035
1 2 物理常数 比重: 7. 75;
收稿日期: 2008- 07- 08 作者简介: 曹建国( 1953- ) , 男, 马钢重型 机械设 备制造 公司设 计研究所, 高级工程师。
4 锻件的退火
尽管处于终锻温度的锻件立即埋入热石灰中 冷却, 可以避免冷却裂纹的产生, 但不是绝对的。 上述这些锻件的冷却速度可能仍不够缓慢, 会有部 分马氏体形成, 会有相当一部分应力存在, 在搁置
一段时间后仍有开裂的危险, 会有相当高的硬度妨 碍切削加工。另外, 在锻造温度长时间加热, 锻件 的显微组织容易过热, 若锻件变形量小, 则晶粒比 粗大。为此必须尽快对锻件进行退火处理, 达到细 化晶粒改善组织, 冷却应力, 降低硬度的目的。锻 件的退 火温度 一般 根据 锻件的 大小, 在 880 ∃ 10 保温 1~ 3h, 然后以不超过 25 h 的速度冷 却至 600 以下出炉, 这时的硬度可降至 HB160, 如 果仅仅为了去除应力和降低硬度, 可采用高温回火 的方法, 把锻件加热到 750~ 800 , 保温 1~ 3h 在 空气中冷却, 处理后的硬度可降至 HB170~ 200, 或 采用如上所述的等温退火的方法, 将锻件加热到奥 氏体化温度然后在 700 进行等温处理。
[ 1] 编委会 合金 钢手 册 [ M] 北 京: 冶 金工 业出 版 社, 19 73
[ 2] 林法禹 特种锻压工艺[M ] 北 京: 机 械工业出版 社, 19 91
摘 要: 讨论 1Cr11M oV 马氏体不锈钢锻件的坯料准备, 加热, 加热温度, 终锻温度及锻后冷却, 退火等工艺问题。 关键词: 1Cr11Mov; 马氏体; 锻造工艺 中图分类号: TG316 1+ 92 文献标识码: A 文章编号: 1672- 9994( 2008) 增- 0079- 02
kg mm2
HB
20 85. 6 73. 9 17. 4 67. 7 5. 8 217 1050 空冷
550 49. 4 36. 6 14. 2 79. 4 18. 4 680 空冷
600 41. 4 25. 7 18. 4 84. 0
1050 油冷 2015
( 3) 1Cr11 MoV 马 氏体不锈钢属合金钢, 塑性 差, 宜轻打, 避免 重锤猛击, 以防十字形 裂纹的形 成。
( 4) 1Cr11 MoV 马氏体不锈钢的锻后冷却极其 重要, 应在 200 的热石灰中进行, 尽可能降 低锻 件的冷却速度, 以保 证奥氏体 # 珠光体转变 的完 成, 使锻件冷却后, 从石灰坑中取出, 并及时进行退 火处理。
500
550
700 空冷
550
550
550
40
279
35
1188
30
> 15000
32
105
28
332
26
844
20
> 20000
% 80 %
安徽冶金科技职业学院 学报
2008 年增刊
2 坯料加热
由于 Cr 的大量 加入, 使 1Cr11MoV 不 锈钢在 800~ 700 以下的低温导热系数大大降低, 要求采 取有效措施, 降低加热速度, 使加热坯料的内部与 外层温差尽可能小, 以避免产生巨大的热应力而导 致坯料内部开裂, 特别是大断面的坯料。为此, 在 实际生产中坯料的入炉温度应低于 400 , 随炉缓 换升温。对于 大于 800mmde 坯料, 必须采取两段 加热制度: 第一阶段将坯料由低温随炉缓慢升温至 800~ 850 , 并视坯料大小保温 1~ 2 小时: 第二阶 段以较快的速度继续升温至规定的锻造温度, 并保 温使之热透。
1Cr11MoV 属于马氏 体不锈热强钢, 含铬量稍 低于 1Cr13, 2Cr13 该钢由 于含有钼, 矾等 元素, 使 热强性明显提高, 并有较好的减震性能和较小的线 膨胀系数, 因此, 该钢使制造低于 540 条件下使 用的气 轮机和 燃气 轮机 叶片 的良 好材料。由于 1Cr11MoV 含有 10% 以上的 Cr, 使钢的抗腐蚀性能 大大 提高。1Cr11MoV 钢对 回火 脆性 不敏 感和在 500 ~ 600 长期保温后的室温冲击韧性变化不 多, 所以允许采用淬火后用较低温度进行回火的方 法获得较高的强度。
8
720 ~ 740 450 56 42 15
8
空冷
500 48 40 15
8
表 5 持久强度
热处理制度
试验温度
持久强度 kg mm2
1050 空冷 1 小时油冷 580 700 3 小时空冷
b 10000 b 10000
21 17. 5
热处理制度
温度
应力 kg mm2 断裂时间 h
500
500
1000 油冷,
第 18 卷增刊 2008 年 8 月
安徽冶金科技职业学院学报 Journal of Anhui Vocational College of M etallurgy and T echnology
Vol. 18 Aug . 2008
1Cr11MoV 马氏体不锈钢的锻造工艺
曹建国
( 马钢股份公司重型机械设备制造公司 安徽马鞍山 243000)
1 坯料准备
用于锻造的棒材, 一般都进行车削剥皮或用砂 轮修磨。但其表面往往还会有许多和皮下气泡缺
陷存在, 对进一步锻造加工非常敏感, 即使是非常 细小的裂纹, 皮下气泡或机械刻痕, 在锻造时也会 扩大, 甚至导致整个锻件的破裂。因此必须加强材 料入库的检验, 不允许表面有肉眼可见的微细裂纹 和皮下气泡的材料入库, 如果在锻造过程中出现裂 纹或其他缺陷, 应立即停锤, 将缺陷凿去, 或用砂轮 等清除后继续锻造, 以免裂纹扩大导致报废。 1 1 化学成分, %
6 结语
( 1) 锻件用坯料的表面不允许有细小裂纹、皮 下气泡、甚至机械划痕的存在。这些缺陷往往在锻 造变形时会扩大甚至导致整个锻件的破裂。
( 2) 锻 造的 加 热温 度: 1Cr11 MoV 以 1150 , 2Cr13 以 1100- 1150 , 过高的加热温度使铁素体 增多, 塑性下降, 并对钢的机械性能不利, 3Cr13 以 1100 , 4Cr13 以 1100 为宜。
热处理制度
b
kg mm2
s
kg mm2
%
1050~ 1100 空冷
∀70
∀50
∀16
!
K
% kg mm2
∀55 ∀6
720 ~ 740 70~
回火
144
53~ 12. 5~ 42~ 4. 6~
129
24. 5 72. 5
23
表 4 高温机械性能
热处理制度
温度 b
s
kg mm2 kg mm2
%
! %
K
此外, 还应注意按规定的保温时间加热坯料, 过长的保温时间将使坯料过热, ∀相增加, 导致形 变困难和热处理后机械性能的下降。因此, 要根据 炉膛温度的不均匀性. 从高温区取出一件后, 立即 从低温去移一件至高温区, 如此逐一完成。
3 锻件的冷却
1Cr11MoV 马氏体不锈钢中有 10% 的铬, 使 C 曲线较碳钢大大向右推移, 可使其心部全部淬透, 得到马氏体组织。因此, 在实际生产中, 1Cr11MoV 不锈钢的锻后冷却必须在 200 的热石灰中进行, 以免可能降低锻件的冷却速度, 即使这样做, 某些 小锻件, 由于热容量小, 冷却速度可能仍然较快, 在 680 以上 只发 生部分 奥氏 体 # 珠 光体 转变, 在 300 以下转变成贝氏体, 甚至马氏体。有条件可 根据奥氏体等温转变曲线, 将终锻温度的锻件立即 置于 700 等温加热炉中, 使整个锻件温度均匀。
弹性模量
温度 E, kg mm2
20 22000
表 2 物理常数 200 300 400 21000 20100 19000
500 17700
600 16800
线膨胀系数
温度, ! 106mm mm,
20~ 200 11. 4
20~ 500 11. 9
20~ 600 12. 3
1 3 机械性能
表 3 室温机械性能
表 1 化学成分
C
0. 11~ 0. 18
Si 0. 50
Mn Cr
10. 0~ 0. 60 11. 5
Ni Mo V
S
P
0. 50~ 0. 25~ 0. 60 0. 70 0. 40 0. 030 0. 035
1 2 物理常数 比重: 7. 75;
收稿日期: 2008- 07- 08 作者简介: 曹建国( 1953- ) , 男, 马钢重型 机械设 备制造 公司设 计研究所, 高级工程师。
4 锻件的退火
尽管处于终锻温度的锻件立即埋入热石灰中 冷却, 可以避免冷却裂纹的产生, 但不是绝对的。 上述这些锻件的冷却速度可能仍不够缓慢, 会有部 分马氏体形成, 会有相当一部分应力存在, 在搁置
一段时间后仍有开裂的危险, 会有相当高的硬度妨 碍切削加工。另外, 在锻造温度长时间加热, 锻件 的显微组织容易过热, 若锻件变形量小, 则晶粒比 粗大。为此必须尽快对锻件进行退火处理, 达到细 化晶粒改善组织, 冷却应力, 降低硬度的目的。锻 件的退 火温度 一般 根据 锻件的 大小, 在 880 ∃ 10 保温 1~ 3h, 然后以不超过 25 h 的速度冷 却至 600 以下出炉, 这时的硬度可降至 HB160, 如 果仅仅为了去除应力和降低硬度, 可采用高温回火 的方法, 把锻件加热到 750~ 800 , 保温 1~ 3h 在 空气中冷却, 处理后的硬度可降至 HB170~ 200, 或 采用如上所述的等温退火的方法, 将锻件加热到奥 氏体化温度然后在 700 进行等温处理。