锻造工艺学3锻造的热规范
锻造工艺过程及模具设计第3章锻造的加热
3.6.2 锻件的冷却规范
1．空冷 ：在空气中冷却，速度较快 。
2．坑（箱）冷：锻件锻后放到地坑 或铁箱中封闭冷却，或埋入坑中砂 子、石灰或炉渣内冷却。
3．炉冷：锻件锻后直接装入炉中按 一定的冷却规范缓慢冷却。
3.7 中小钢锻件的热处理
3.7.1 退火 退火是将钢加热到一定的温度，保温
1）反应是可逆反应，向右：氧化反应，向左：
还原反应。 2）加热时，与空气消耗系数有关。
空气消耗系数：又称空气过剩系数，是燃料燃 烧实际供给的空气量与理论计算空气量之比。 3）空气充足时，炉气呈氧化性，空气不足时， 炉 气呈还原性。 4）控制反应前后的生成物与反应物的浓度比。
炉气和被加热钢材的平衡图如下：
• 电热体材料：铁铬铝合金 镍铬合金 碳化硅元件 二硅化钼
图3.1 电阻炉原理图 1－电热体 2－坯料 3－变压器
●盐浴炉加热原理： 电流通过炉内电极产生
的热量把导电介质——盐熔 融，通过高温介质的对流与 传导将埋入介质中的金属加 热。 ●盐浴炉的分类：按照热源的 位置分外热式和内热式。 ●盐浴炉加热的优点：
、
辐射加热坯料。
燃料来源方便、加热炉修造容易、
加热费低、适应性强。
缺点：：劳动条件差，加热速度慢， 质量低、热效率低。
应用范围：大、中、小型坯料。
2 电加热 利用电能转换热能来加热坯料。
1）电阻加热 电阻加热与火焰加热原理相同，根据
发热元件的不同分为： 电阻炉加热、 盐浴炉加热、接触电
加热
• 电阻炉加热原理：利用电 流通过炉内的电热体产生 的能量，加热炉内的金属 坯料。原理如图3.1。
升温快、加热均匀，可 以实现 金属坯料整体或局 部的无氧化加热。 ●盐浴炉加热的缺点：
锻造及锻后热处理工艺规范
目录1.钢质自由锻件加热工艺规范2.钢锭（坯）加热规范若干概念3.加热操作守则4.锻造操作守则5.锻件锻后冷却规范6.锻件锻后炉冷工艺曲线7.锻件锻后热装炉工艺曲线8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表10.锻件有效截面计算方法钢质自由锻件加热工艺规范一．范围：本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围：注1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃；注2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定；注4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
三．冷钢坯。
钢锭加热规范：钢锭（坯）加热规范若干概念1.钢锭（坯）入炉前的表面温度≥550℃的称为热钢锭，400~550℃的称为半热钢锭（坯），≤400℃的称为冷钢锭。
2.锻件半成品坯料的加热平均直径计算原则：δ -壁厚H- 高度或长度D- 外径1）实心圆类：当D>H时，按H计算；当D<H时，按D计算。
2）筒类锻坯：H>D 当H>δ时，按1.3δ计算。
3）空心盘（环）类：H<D当H>δ时，按δ计算；当H<δ时，按H计算。
3.为了避免锻件粗晶组织，最后一火的始锻温度可按其剩余锻造比（Y）确定：Y=1.3~1.6 最高加热温度1050℃Y<1.3 最高加热温度950℃4.不同钢种不同规格的坯料同炉加热时，装炉温度和升温速度均按较低的选用，保温时间按较长的选用。
锻造及锻后热处理工艺规范
目录1.钢质自由锻件加热工艺规范2.钢锭（坯）加热规范若干概念3.加热操作守则4.锻造操作守则5.锻件锻后冷却规范6.锻件锻后炉冷工艺曲线7.锻件锻后热装炉工艺曲线8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表10.锻件有效截面计算方法钢质自由锻件加热工艺规范一．范围：本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围：注1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃；注2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定；注4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
三．冷钢坯。
钢锭加热规范：钢锭（坯）加热规范若干概念1.钢锭（坯）入炉前的表面温度≥550℃的称为热钢锭，400~550℃的称为半热钢锭（坯），≤400℃的称为冷钢锭。
2.锻件半成品坯料的加热平均直径计算原则：δ -壁厚 H- 高度或长度 D- 外径1）实心圆类：当D>H时，按H计算；当D<H时，按D计算。
2）筒类锻坯：H>D 当H>δ时，按1.3δ计算。
3）空心盘（环）类：H<D当H>δ时，按δ计算；当H<δ时，按H计算。
3.为了避免锻件粗晶组织，最后一火的始锻温度可按其剩余锻造比（Y）确定：Y=1.3~1.6 最高加热温度1050℃Y<1.3 最高加热温度950℃4.不同钢种不同规格的坯料同炉加热时，装炉温度和升温速度均按较低的选用，保温时间按较长的选用。
锻造工培训
提起重锤再自由落下的方法锻打坯料。14世纪以后出现了畜力和水
力落锤锻。
左图为锻铜浮雕。 是手工锻造作品。 手工锻造是一种 古老的金属加工 工艺，是以手工 锻打的方式，在 金属板上锻锤出 各种高低凹凸不 平的浮雕效果。
1842年，英国的内史密斯制成第一台蒸汽锤，使锻造进入应用 动力的时代。以后陆续出现锻造水压机、电机驱动的夹板锤、空气
一、锻造工艺的发展简史及其发展趋势
（一）锻造技术的发展简史 人类在新石器时代末期，已开始以锤击天然红铜来制造装饰品 和小用品。中国约在公元前2000多年已应用冷锻工艺制造工具，如 甘肃武威皇娘娘台齐家文化遗址出土的红铜器物，就有明显的锤击 痕迹。 最初，人们靠抡锤进行锻造，后来出现通过人拉绳索和滑车来
根据设备结构特性和工艺特性的不同，分为锤上模锻（自 由锻锤上模锻、高速锤上模锻）、摩擦压力机上模锻、热 模锻压力机上模锻、液压机上模锻、平锻机上模锻、专用 锻压机上模锻等。 模锻适用于形状复杂，尺寸精度较高，加工余量小，批量 生产的中、小型锻件。 形状和尺寸靠模具保证，人为影响因素小。 精密锻件的成形也要通过模锻来实现。
• • • • •
目录 第一章 第二章 第三章 第四章
锻造概述 锻造用原材料及下料方法 锻造的热规范 自由锻工艺
•第一章 锻造概述
什么是锻造？——金属塑性加工方法之一
锻造是利用手锤、锻锤或压力设备上的模具对加热的 金属坯料施力，使金属材料在不分离条件下产生塑性 变形，以获得形状、尺寸和性能符合要求的零件。为 了使金属材料在高塑性下成型，通常锻造是在热态下 进行，因此锻造也称为热锻。
铸造毛坯的组织性能差，只适用于性能要求低的零、部
件
锻造：
纤维组织－－变形后 的杂质仍具有方向性，呈 现纤维状条纹 锻造流线－－变形后 杂质的纤维分布，使组织、 性能呈方向性
钢的锻造温度范围
钢的锻造温度范围锻造热力规范是指锻造时所选用的一些热力学参数，包括锻造温度、变形程度、应变速率、应力状态（锻造方法）、加热加冷却速度等。
这些参数直接影响着金属材料的可锻性及锻件的组织和性能，合理选择上述几个热力学参数，是制订锻造工艺的重要环节。
确定锻造热力学参数的主要依据是钢或合金的状态图、塑性图、变形抗力图及再结晶图等。
用这些资料所确定的热力学参数还需要通过各种试验或生产实践来进行验证和修改。
在确定锻造热力学参数时，并不是在任何情况下，都需要上述的所有资料。
当对锻件的组织和性能没有严格要求时，往往只要有塑性图及变形抗力图就够了。
若对锻件的晶粒大小有严格要求，而且在机械性能方面也有硬性规定时，除状态图、塑性图和变形抗力图之外，还需要参考再结晶图以及能说明所采用热力规范是否能保证产品机械性能的资料。
锻造温度范围是指始锻温度和终锻温度之间的一段温度间隔。
确定锻造温度的基本原则是，就能保证金属在锻造温度范围内具有较高的塑性和较小的变形抗力，并得到所要求的组织和性能。
锻造温度范围应尽可能宽一些，以减少锻造火次，提高生产率。
碳钢的锻造温度范围如图10（铁-碳状态图）中的阴影线所示。
在铁碳合金中加入其他合金元素后，将使铁-碳状态图的形式发生改变。
一些元素（如Cr,V,W,Mo,Ti,Si等）缩小r相区，升高A3和A1点；而另一些元素（如Ni,Mn等）扩大r相区，降低A3和A1点。
所有合金元素均使S点和E点左移。
由此可见，合金结构钢和合金工具钢也可参照铁-碳状态图来初步确定锻造温度范围，但相变点（如熔点，A3，A1，A Cm等）则需改用各具体钢号的相变点。
1．始锻温度始锻温度应理解为钢或合金在加热炉内允许的最高加热温度。
从加热炉内取出毛坯送到锻压设备上开妈锻造之前，根据毛坯的大小、运送毛坯的方法以及加热炉与锻压设备之间距离的远近，毛坯有几度到几十度的温降。
因此，真正开始锻造的温度稍低，在始锻之前，应尽量减小毛坯的温降。
锻造工艺学(完整版)
家的工业水平。
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二、锻件生产的分类及其工艺流程
根据所用工具和生产工艺的不同可分为自由锻造、模锻和特 种锻造。
1．自由锻造 把加热好的坯料放在自由锻造设备的平砧之间 或简单的工具中进行锻造的方法称为自由锻。
一般由锻工控制金属的变形方向和形状尺寸。
手工锻造
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自由锻还可以借助简单的模具进行锻造，称 胎模锻。
胎模锻造是把加热好的坯料用自由锻方法预 锻成近似锻件的形状，然后在自由锻设备上用胎 模终锻成形（形状简单的锻件可直接把坯料放入 胎模内成形），这种锻造方法称为胎模锻造。
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2．模锻 把加热好的坯料放在固定于模锻设备上的 模具内进行锻造的方法称为模锻。
这些缺陷的形成与冶炼、浇注和结晶过 程紧密相关，并且不可避免。
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⑴偏析 包括枝晶偏析（指钢锭在晶体范围内化学 成分的不均匀性）和区域偏析（钢锭在宏观范围 内的不均匀性）
造成力学性能不均匀和裂纹缺陷。枝晶偏析现
象可以通过锻造、再结晶、高温扩散和锻后热处
理得到消除。区域偏析只有通过反复镦—拔变形工
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4) 提高锻件的内在质量。 5) 提高机械化、自动化水平。 6) 发展以煤气、油、电等为热源的先进加热 技术，改善劳动条件。
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（三）目前，我国锻造业面临的问题可以归纳 为如下
装备水平低，其主要表现是设备老化、精确度低 管理体制亟待理顺，生产厂点过多，力量分散 厂家封闭式经营 研究和生产不平衡
2) 高产 指机械化生产，生产率高
二、三百件/小时，现在更高了，一百多件/分， 1.2万件/小时。据统计，每模锻100万吨钢，由于提高 了生产率，可比切削加工减少2~3万工人，少用15000 台机床。在现今技术水平条件下，几乎任何一种金属 材料都可用锻造方法制成半成品零件，只是难易程度 不同而已。
锻造工艺学3
⒈ 过烧的危害 钢断面呈浅灰兰色，无金属光泽；表面粗 糙；晶粒粗大类似豆腐渣状；一锻即裂。
严重过烧的钢，只能报废回炉重新冶炼。
局部过烧的钢，当制造不太重要的零件时，可以将过烧部 分切去，其余部分还可使用。 ⒉ 防止措施 严格控制加热温度，特别要控制高温停留时 间及出炉温度。
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⒉ 防止措施
①严格控制金属加热温度，缩短高温保温时间；
②锻造时应保证足够大的变形量。
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四、过烧(burning) 当坯料加热到接近其熔化温度，并在此温 度下保留时间过长时，将出现过烧现象。 金属过烧后，①晶粒粗大，②晶界熔化， ③形成氧化物，④出现裂纹。
部分钢的过烧温度见表3-2。
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氧化过程实质是扩散过程。即炉气中氧以原子状态吸附到
钢料表层后向内扩散，而钢料表层中的铁则以离子状态由
内部向表面扩散，扩散的结果使钢的表层变成为氧化铁。
由于氧化皮的熔融和氧化皮与铁的膨胀系数不同，因此在
氧化物层内产生很大的内应力。会发生氧化皮的机械分离 ，从而加速金属的氧化。
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①电阻炉加热：利用电流通过炉内的电热体产生的热量进行
加热。该法受电热体的使用温度的限制，热效率较低。在电阻 炉内辐射传热是加热金属的主要方式。
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②接触电加热：是以低压大电流直接通过金属坯料，由金属
坯料自身的电阻在通电时产生的热量而加热。常采用低电压
大电流的方法。
其优点是：加热速度快、金属烧损少、加热范围不受限制、
⒉ 氧化的影响因素
主要有：炉气性质、加热温度、加热时间、化学成分。
①炉气性质 火焰加热的炉气通常由氧化性气体（O2
大型锻件锻造加热规范
水压机锻件锻造加热规范一表1是常用锻钢的锻造温度范围，表2是常用锻钢的分组。
对表1,表2 中未列入的钢种，按化学成份相近的钢号确定。
二表3是热锻钢锻造加热规范。
热锻钢是指表面温度》550'C的钢锭或钢坯。
对于温度在400至550E之间者，应先按下表规定均热后，再按热锻钢加热。
表面温度低于400C,截面大于1000mm的热锻钢，由车间技术组或现场值班人员临时制定专用加热曲线。
注：钢锭表面温度采用高温计或红外线测温仪测量。
测量部位在钢锭冒口线以下100mm左右的凹面上。
三、表4至衰6是各组冷锻钢锻造加热规范冷锻钢是指在常温下存放的钢锭或钢坯，对于放在露天跨的冷锻钢，冬季（当年11月至下年2月）入炉加热前，需先吊至车间内避风处放2至3天后再入炉加热。
I.表列升温时间是总加热时间组成部份（总加热时间=升温时间+保温时间）。
对于热锻钢加热，在保证总加热时间的前提下，升温时间可根据实际加热情况缩短，但保温时间则应相应增长。
2•当具备采用高温计（或红外线测温仪）测定料温的条件时，对于热锻钢加热的升温时间及冷锻钢加热经750C保温后的升温时间的确定，可按实际升温时间计。
实际升温时间是指从开始升温到采用高温计测定料温的确达到始锻温度止这一段加热时间。
保温时间仍按表列值要求。
3.采用“ WHF '法锻造时转子及与转子质量要求相当（主要是指超声波探伤要求）的重要锻件，保温时间按表列值的2 倍计，其余锻件按表列值的1.5 倍计，采用“ JTS”法锻造时保温时间均按表列值的1. 2倍计。
4•进行镦粗的I、U、川组钢，，保温时间应按表列值增加30% .对于压钳口工序，各组钢的保温时间均可按表列值减少30-40％。
5、热锻钢的再加热，返炉时其表面温度》1100C时，，保温时间可按表列值减少40—50%，若表面温度在1000-1100C时，保温时间可按表刮值减少30-40%。
当需要执行此规定时，锻坯返炉的表面温度，由车间现场值班人员和中间检查人员共同确认。
锻造工艺学-3-锻造的热规范
9
3-2 加热时产生的缺陷及防止措施
表层缺陷：氧化、脱碳、裂纹 内部缺陷：过热、过烧、裂纹
10
一、氧化
钢在加热时，表面上的合金元素与炉气中的氧化 性气体（O2，CO2，H2O和SO2）发生化学反应，形成氧 化皮。
氧化实质上是一种扩散过程：铁以离子状态从内 部向表面扩散，氧以原子状态吸附到钢坯表面，并向 内部扩散。
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3-3 金属的加热规范
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几个概念：
1）装炉温度 2）加热速度 3）均热保温 4）加热时间 5）始锻温度、终锻温度、锻造温度范围
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3-4 锻造温度范围的确定
基本原则： 合理的锻造温度范围，应保证金属具有良好的塑
性和较低的变形抗力。并在此条件下尽量扩大锻造温 度范围，以减少加热火次。 ● 具体锻造温度范围应根据铁碳相图来确定
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2、组织应力（相变应力）
具有相变的材料在加热过程中，表层先相变，心 部后相变，且相变前后组织的比容发生变化，由此引 起的应力叫组织应力。
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加热过程中随着温度升高，表层先相变，由珠光 体转变为奥氏体，比容减小，表层受拉心部受压。此 时组织应力与温度应力反向，使总的应力数值减小。
随着温度的继续升高，心部相变，此时组织应力 心部受拉表层受压。组织应力方向与温度应力相同， 使总的应力数值增大，但此时钢料已接近高温，一般 不会造成开裂。
击韧性，因此要尽量避免产生魏氏组织。
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终锻温度：
低碳钢：奥氏体、铁素体双相区 中碳钢：奥氏体单相区 高碳钢：奥氏体、渗碳体双相区
注意：高碳钢终端温度为何选在奥氏体、渗碳 体双相区？
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3-5 锻后冷却
一、冷却方法
● 空冷 ● 坑冷（箱冷） ● 炉冷 各种冷却方法的根本区别在于冷却速度的不同
锻造及锻后热处理工艺规范DOC.doc
目录1.钢质自由锻件加热工艺规范2.钢锭（坯）加热规范若干概念3.加热操作守则4.锻造操作守则5.锻件锻后冷却规范6.锻件锻后炉冷工艺曲线7.锻件锻后热装炉工艺曲线8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表10.锻件有效截面计算方法钢质自由锻件加热工艺规范一．范围：本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围：组号钢别Q195~Q255， 10~30Ⅰ35~45，15Mn~35Mn ，15Cr~35Cr50，55，40Mn~50Mn ，35Mn2-50Mn2 ，40Cr~55Cr ，20SiMn~35SiMn ，12CrMo~50CrMo ，34CrMo1A ，30CrMnSi ， 20CrMnTi ，20MnMo ，Ⅱ12CrMoV~35CrMoV ， 20MnMoNb ， 14MnMoV~42MnMoV，38CrMoAlA ，38CrMnMo34CrNiMo~34CrNi3Mo，PCrNi1Mo~PCrNi3Mo，30Cr1Mo1V，25Cr2Ni4MoV ，22Cr2Ni4MoV ，5CrNiMo ，5CrMnMo ，37SiMn2MoV 30Cr2MoV ，40CrNiMo ，18CrNiW ，50Si2~60Si2 ，65Mn ，50CrNiW ，50CrMnMo ，60CrMnMo ，60CrMnVT7~T10 ， 9Cr，9Cr2， 9Cr2Mo ， 9Cr2V ，9CrSi ，70Cr3Mo ，Ⅲ1Cr13~4Cr13 ，86Cr2MoV ，Cr5Mo ， 17-4PH0Cr18Ni9~2Cr18Ni9 ，0Cr18Ni9Ti ， Cr17Ni2 ， F316LN50Mn18Cr4 ， 50Mn18Cr4N ， 50Mn18Cr4WN ， 18Cr18Mn18NGCr15，GCr15SiMn ， 3Cr2W8V ，CrWMo ， 4CrW2Si~6CrW2SiCr12MoV1 ， 4Cr5MoVSi(H11) ， W18Cr4VGH80， GH901， GH904 ，GH4145 ，WR26 ，ⅣNiCr20TiAl ， incone1600， incone1800始锻温度终锻温度℃℃钢锭钢坯终锻精整12501220750700 1220120075070012201200800750 12001180850800 120011808508001200 1180 850 800 1180 1160 950 900 1130 1100 930 930注 1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差 20℃~30℃；注 2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注 3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定；注 4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注 5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
金属热锻造温度
金属热锻造温度金属热锻造温度是指在金属加工过程中，通过对金属进行加热处理，使其达到适当的温度范围，以便进行锻造。
在不同的金属材料和不同的锻造工艺中，所需要的热处理温度也会有所不同。
本文将从以下几个方面详细介绍金属热锻造温度相关内容。
一、金属热锻造温度的意义金属材料在进行锻造之前需要经过加热处理，这是因为在低温下进行锻造会导致材料脆性增加、塑性降低、易产生裂纹等问题。
而通过加热处理使其达到适当的温度范围后，则能够改善材料的塑性和韧性，提高其变形能力和抗拉强度，并且还能够减少内部应力和缺陷等问题，在一定程度上提高了产品质量和生产效率。
二、影响金属热锻造温度因素1. 金属材料种类不同种类的金属材料具有不同的化学成分和物理特性，在进行加热处理时所需的最佳温度范围也会有所不同。
例如，碳素钢的最佳加热温度为1150℃-1250℃，而铝合金的最佳加热温度则为450℃-550℃。
2. 锻造工艺不同的锻造工艺在进行加热处理时也会有所不同。
例如，自由锻造和模锻造的加热温度范围就存在差异。
自由锻造需要较高的加热温度，通常在材料的回火点以上50℃左右，而模锻造则需要较低的加热温度，在材料回火点以下50℃左右。
3. 加热方式金属材料的加热方式也会对其最佳加热温度产生影响。
一般来说，电阻式加热和气体加热可以更好地控制材料的温度分布和升降速率，因此适用于对材料进行精确控制的情况。
而火焰喷射式或感应式加热则更适用于对大型或复杂形状零件进行快速、均匀、高效的加热处理。
三、常见金属材料的最佳加热温度范围1. 碳素钢碳素钢是一种常见的金属材料，其最佳加热温度范围为1150℃-1250℃。
在这个温度范围内，碳素钢具有较高的塑性和韧性，易于进行变形和成型。
2. 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的金属材料，其最佳加热温度范围为1100℃-1200℃。
在这个温度范围内，不锈钢可以更好地保持其抗拉强度和塑性，并且还可以减少内部应力和缺陷等问题。
钢的锻造温度范围
图11 45Mn2钢的过热 图12 30CrMnSiA钢的塑
魏氏组织×100
性图及变形抗力图
由于生产条件不同，各工厂所用的锻造温度范围也不完全相同。合
金结构钢的锻造温度范围见表4。合金结构钢钢锭锻造温度范围见表5。
合金工具钢、弹簧钢和滚珠轴承钢的锻造温度范围见表6。
表4 合金结构钢的锻造温度和加热规范
≤900
4
1240 1260
6.5 1160 800
35CrMnSi40CrMnSiMoV
35～38CrMoAl
1050～ 1100～
≤900
4
1200 1200
6.5 1160 800
25～30Ni
12～37CrNi3 12～20Cr2Ni4
40CrNiMo 35CrNi3W 35CrNi3WV 30～40CrNiW 45CrNiWV 18～25Cr2Ni4W 14CrMnSiNi2Mo
在确定锻造热力学参数时，并不是在任何情况下，都需要上述的所 有资料。当对锻件的组织和性能没有严格要求时，往往只要有塑性图及 变形抗力图就够了。若对锻件的晶粒大小有严格要求，而且在机械性能 方面也有硬性规定时，除状态图、塑性图和变形抗力图之外，还需要参 考再结晶图以及能说明所采用热力规范是否能保证产品机械性能的资 料。
此外，锻件终锻温度与变形程度有关。若最后的锻造变形程度很 小，变形量不大，不需要大的锻压力，即使终锻温度低一些也不会产生 裂纹。故对精整工序、校正工序，终锻温度允许经规定值低50～80℃。
当亚共析钢在A3和A1温度区间锻造时，由于温度低于A3，所以铁素 体从奥氏体中析出，在铁素体和奥氏体两相共存情况下继续进行锻造变 形时，将形成铁素体与奥氏体的带状组织，只是铁素体比奥氏体更细 长，而奥氏体在进一步冷却时（低于A1温度）转变为珠光体，所以室温 下见到铁素体与珠光体沿主要伸长方向呈带状分布。这种带状组织可以 通过重结晶退火（或正火）予以消除。
铝合金的锻造温度和加热规范
铝合金的锻造温度和加热规范来源：机械专家网 发布时间：2007-12-08合金种类 合金牌号锻造温度/℃ 加热温度+10℃/-20℃ 保温时间min·mm -1 始锻 终锻 锻铝LD2480 380 480 1.5 LD5，LD6，LD7，LD8，LD9 470 360 470 LD10460 360 460 硬铝LY1，LY11，LY16，LY17 470 360 470 LY2，LY12 460 360 460 超硬铝LC4，LC9 450 380 450 3.0 防锈铝 LF3 470 380 470 1.5 LF2，LF21 470360 470 LF6470 400 400 钛合金锻造工艺的现状与发展 - 维普资讯 钛合金（TA 、TC 、TB ）阐述热处理工艺钛的热处理方法一.钛的基本热处理:工业纯钛是单相α 型组织，虽然在890℃以上有α-β 的多型体转变，但由于 相变特点决定了它的强化效应比较弱，所以不能用调质等热处理提高工业纯钛的 机械强度。
工业纯钛唯一的热处理就是退火。
它的主要退火方法有三种：1 再结 晶退火 2 消应力退火 3 真空退火。
前两种的目的都是消除应力和加工硬化效应，以恢复塑性和成型能力。
工业纯钛在材料生产过程中加工硬度效应很大。
图2-26 所示为经不同冷加 工后，TA2 屈服强度的升高，因此在钛材生产过程中，经冷、热加工后，为了恢复塑性，得到稳定的细晶粒组织和均匀的机械性能，应进行再结晶退火。
工业纯 钛的再结晶温度为550-650℃，因此再结晶退火温度应高于再结晶温度，但低于 α-β 相的转变温度。
在650-700℃退火可获得最高的综合机械性能（因高于700℃ 的退火将引起晶粒粗大，导致机械性能下降）。
退火材料的冷加工硬化一般经 10-20 分钟退火就能消除。
这种热处理一般在钛材生产单位进行。
为了减少高温 热处理的气体污染并进一步脱除钛材在热加工过程中所吸收的氢气，目前一般钛 材生产厂家都要求真空气氛下的退火处理。
锻造及锻后热处理工艺规范
锻造及锻后热处理工艺规范标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]目录1.钢质自由锻件加热工艺规范2.钢锭（坯）加热规范若干概念3.加热操作守则4.锻造操作守则5.锻件锻后冷却规范6.锻件锻后炉冷工艺曲线7.锻件锻后热装炉工艺曲线8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表10.锻件有效截面计算方法钢质自由锻件加热工艺规范一．范围：本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围：注1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差20℃~30℃；注2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定；注4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
三．冷钢坯。
钢锭加热规范：钢锭（坯）加热规范若干概念1.钢锭（坯）入炉前的表面温度≥550℃的称为热钢锭，400~550℃的称为半热钢锭（坯），≤400℃的称为冷钢锭。
2.锻件半成品坯料的加热平均直径计算原则：δ -壁厚 H- 高度或长度 D- 外径1）实心圆类：当D>H时，按H计算；当D<H时，按D计算。
2）筒类锻坯：H>D 当H>δ时，按δ计算。
3）空心盘（环）类：H<D当H>δ时，按δ计算；当H<δ时，按H计算。
3.为了避免锻件粗晶组织，最后一火的始锻温度可按其剩余锻造比（Y）确定：Y=~ 最高加热温度1050℃Y< 最高加热温度950℃4.不同钢种不同规格的坯料同炉加热时，装炉温度和升温速度均按较低的选用，保温时间按较长的选用。
锻件的工艺及质量控制要点
锻件的工艺及质量控制要点锻件是通过将金属材料加热至一定温度后进行锻造加工得到的零件。
它具有高强度、高硬度、高耐磨性、高抗冲击性等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域。
下面将从工艺和质量控制两个方面来介绍锻件的要点。
一、锻件的工艺要点：1. 材料选择：选择适合锻造的金属材料，并通过分析材料的化学成分、机械性能等指标来确保选择的材料符合要求。
2. 热处理工艺：锻件在锻造过程中需要经历加热、锻造、冷却等工艺过程。
合理的热处理工艺可以确保锻件具有良好的力学性能和组织结构。
3. 锻造温度控制：选择合适的锻造温度可以降低金属材料的变形阻力，提高锻造质量。
在锻造过程中，需要根据不同材料的熔点和热膨胀系数，合理控制锻件的温度，避免发生过热或过冷的情况。
4. 锻造润滑剂选择：在锻造过程中，适量的润滑剂可以减小摩擦阻力，减少热应力和表面氧化，提高锻造质量。
同时，润滑剂的选择也应考虑到对环境的影响。
5. 锻造设备和工装设计：选择合适的锻造设备和工装可以提高锻造效率和质量。
设备的能力和稳定性、工装的精度和可靠性都需要考虑。
6. 锻造过程控制：锻造过程中需要控制好加热温度、锻造力度、锻后尺寸、冷却速度等参数，以保证锻件的内部结构均匀、尺寸精确。
二、锻件的质量控制要点：1. 检验方法和标准：根据锻件的设计要求，制定相应的检验方法和标准。
常用的检验方法包括X射线探伤、超声波探伤、金相分析等，标准可以包括尺寸、力学性能、化学成分等方面。
2. 组织结构控制：通过适当的热处理工艺和锻造参数的控制，调控锻件的组织结构，以获得符合要求的晶粒尺寸、晶粒形状和显微组织等。
3. 尺寸控制：使用精密测量仪器对锻件的尺寸进行测量，确保其符合设计要求。
可以采用三坐标测量机、投影仪等设备进行尺寸测量。
4. 表面质量控制：对锻件表面的缺陷、氧化层、划痕等进行检查和控制，可以采用目视检查、触摸检查或辅助检测设备对表面质量进行评估。
5. 力学性能控制：对锻件的强度、硬度、韧性等力学性能进行测试和评价，并与设计要求进行比较。
锻造工艺过程
(1) 空气锤。空气锤的结构简单，操作灵活，维修方 便。由于受压缩缸和工作缸大小的限制，空气锤吨位较小 ，锤击能力也小。空气锤吨位一般在40kg～1000kg，常 用吨位范围为65kg～750kg。锻锤吨位是指落下部分(锤 头、锤杆、活塞和上抵铁等)的质量。
(2) 水压机。水压机是在静压力下使坯料产生塑性变 形，工作平稳，噪声小，工作条件好；能产生数万kN压 力，锻透深度大；变形速度慢，有利于获得金属再结晶组 织，改善了锻件的内部组织。
a
3
2．过热、过烧
过热是指金属加热温度过高，加热时间过 长而引起晶粒粗大的现象。过热使钢坯的可锻 性和力学性能下降，必须通过退火处理来细化 晶粒以消除过热组织，不能进行退火处理的钢 坯可通过反复锻打来改善晶粒度。
二、锻造成形
金属加热后，就可锻造成形，根据锻造时 所用的设备、工模具及成形方式的不同，可将 锻造成形分为自由锻成形、模锻成形和胎模锻 成形等。
各类自由锻件采用的锻造工序见下表。
类别
I 实心圆截面光 轴及阶梯轴
图
例
锻造用工序 拔长，压肩，打圆
实心方截面光 Ⅱ 杆及阶梯杆
拔长，压肩，整修，冲孔
a
9Leabharlann 单拐及多 Ⅲ 拐曲轴Ⅳ 空心光环 及阶梯环
V 空心筒
Ⅵ 弯曲件
拔长，分段，错移，打 圆，扭转
镦粗，冲孔，在心轴上 扩孔，定径
镦粗，冲孔，在心轴上 拔长，打圆
a
2
钢加热到高温时，表层中的碳被炉气中的O2、C02 等氧化或与氢产生化学作用，生成CO或甲烷而被 烧掉。这种因钢在加热时表层碳量降低的现象称 为脱碳。
脱碳的钢，使工件表面变软，强度和耐磨性降 低。钢中碳的质量分数越高，加热时越易脱碳。
20crmnmo锻造加热温度标准
在金属材料加工领域中，20CrMnMo是一种常见的合金结构钢材料，具有良好的强度和韧性，适用于制造机械零件和工具等领域。
在20CrMnMo的加工过程中，锻造是常见的工艺之一，而控制好锻造的加热温度则是确保工件质量的重要因素之一。
1. 加热温度对20CrMnMo锻造的影响在进行20CrMnMo的锻造加工时，加热温度的选择将直接影响到其组织结构和性能。
过低的加热温度可能导致金属材料塑性不足，难以形成理想的形状和结构；而过高的加热温度则可能导致过度烧结、晶粒长大以及热裂纹等缺陷的产生。
制定适当的加热温度标准对于20CrMnMo锻造加工至关重要。
2. 标准加热温度范围根据20CrMnMo的具体化学成分、热处理工艺和最终使用要求，一般而言，其锻造加热温度应该控制在1080℃~1180℃之间。
这个温度范围既能确保20CrMnMo的良好塑性，又可以有效避免过度热处理带来的不利影响。
在具体的生产实践中，还需要根据工件的大小、形状和具体要求进行合理调整。
3. 个人观点和理解在实际的生产中，我认为20CrMnMo的锻造加热温度标准不仅仅是一个数字，更应该是丰富的实践经验和技术理论的结合。
只有结合具体的工艺要求、设备条件以及操作经验，才能制定出最适合的加热温度标准，从而保证20CrMnMo锻造工件的质量和性能。
4. 总结回顾20CrMnMo的锻造加热温度标准在整个生产过程中起着至关重要的作用。
通过本文的介绍，我们了解到了加热温度对于20CrMnMo锻造的影响、标准的加热温度范围以及个人观点和理解。
希望本文能够对你对20CrMnMo锻造加热温度标准有所帮助。
关于20CrMnMo锻造加热温度的选择问题，除了对温度范围的控制外，还需要考虑加热速度、保温时间、冷却速度等因素。
这些参数的选择也会对20CrMnMo材料的性能和结构产生影响。
加热速度对20CrMnMo的锻造加工具有重要影响。
在加热过程中，过快的加热速度会导致材料表面和内部温度失衡，容易产生应力集中和热裂纹。
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温度，T
共晶点
铁素体 0.15 碳钢
铸铁
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一、始锻温度 ● 保证无过烧； ● 低于固相线150-250℃； ● 考虑材料种类（钢锭、钢材） ● 考虑打击速度（高速成形的热效应）。
晶粒之间失去联系，材料失去塑性和强度
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2、防止过烧的措施
遵守加热规范 控制加热温度 特别要控制出炉温度及在高温时的停留时间
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五、裂纹 （受力导致开裂） 开裂原因？
1、温度应力 2、组织应力 3、残余应力
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1、温度应力
坯料加热过程中，因温度场分布不均匀，造成坯 料各处的不均匀膨胀，从而在坯料各部分之间产生了 相互制约的内应力（温度应力）。
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3-3 金属的加热规范
36
几个概念：
1）装炉温度 2）加热速度 3）均热保温 4）加热时间 5）始锻温度、终锻温度、锻造温度范围
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3-4 锻造温度范围的确定
基本原则： 合理的锻造温度范围，应保证金属具有良好的塑
性和较低的变形抗力。并在此条件下尽量扩大锻造温 度范围，以减少加热火次。 ● 具体锻造温度范围应根据铁碳相图来确定
5
火焰 加热
6
火焰 加热
7
2、电加热
优点：劳动条件好，便于实现机械化自动化， 升温快，加热质量容易控制
缺点：适应性差，设备复杂，费用高
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电加热分类、各自的应用范围
电加热
电阻加热
感应加热
电阻炉加热 接触电加热 盐浴炉加热 工频 中频 高频
高频：100K-1000K Hz 工频：50 Hz 中频：500-10K Hz
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钢的化学成份： ⑴ 含碳量大于0.3%氧化皮减少（C 与O 反 应生成还原性气体CO）； ⑵ 合金元素：Cr、Ni、Al、Mo能减缓氧化 (生成致密的氧化膜，透气性小），Ni、 Cr含量为13-20%则几乎无氧化。
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3、防止氧化的措施
氧化需要时间和氧化性气氛…… 快速加热 保护介质加热
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影响塑性的因素
应力状态对材料塑性的影响 变形温度的影响 应变速率的影响
二、加热方法 1、火焰加热（利用燃料燃烧产生的热量）
炉子结构：煤炉（偏拱反射炉，水封出渣）、油 炉、煤气炉（室状炉） 优点：燃料来源方便，加热炉结构简单，修造容 易，成本低，加热适应性强（钢、铝、铜……） 缺点：加热质量差，热效率低，劳动条件差
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2、影响脱碳的因素
加热温度：随温度升高，脱碳速度增加； 加热时间：时间越长，脱碳层越厚； 炉气成分：炉气中脱碳能力最强的是H2O，其次CO2 和O2，最后H2，而CO的含量增加可减少脱碳。 钢的化学成份―→
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钢的化学成份 C、W、Al 加剧脱碳； Cr、Mn 阻止脱碳； Si、Ni、V无影响。
9
3-2 加热时产生的缺陷及防止措施
表层缺陷：氧化、脱碳、裂纹 内部缺陷：过热、过烧、裂纹
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一、氧化
钢在加热时，表面上的合金元素与炉气中的氧化 性气体（O2，CO2，H2O和SO2）发生化学反应，形成氧 化皮。
氧化实质上是一种扩散过程：铁以离子状态从内 部向表面扩散，氧以原子状态吸附到钢坯表面，并向 内部扩散。
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2、组织应力（相变应力）
具有相变的材料在加热过程中，表层先相变，心 部后相变，且相变前后组织的比容发生变化，由此引 起的应力叫组织应力。
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加热过程中随着温度升高，表层先相变，由珠光 体转变为奥氏体，比容减小，表层受拉心部受压。此 时组织应力与温度应力反向，使总的应力数值减小。
随着温度的继续升高，心部相变，此时组织应力 心部受拉表层受压。组织应力方向与温度应力相同， 使总的应力数值增大，但此时钢料已接近高温，一般 不会造成开裂。
24Leabharlann 3、防止过热的措施严格控制加热温度 尽量缩短高温保温时间 锻造时要有足够的塑性变形量
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四、过烧
当金属加热到接近其熔化温度时，并在此温度下 停留过长的时间，不仅晶粒粗大，而且晶界发生局部 熔化，氧化性气体进一步侵入晶界，使晶间物质氧化 ，形成易熔共晶氧化物，破坏晶粒间的结合。
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1、过烧的危害
二、脱碳
加热时钢料表面的 C和炉气中的氧化性气体(O2， H2O，CO2等)及某些还原性气体（如H2 )发生反应，造 成钢料表面含碳量的降低，其实质是高温下钢中的C与 H或O反应，生成CH4或CO 。
H2O+Fe3C→3Fe+CO+H2 CO2+Fe3C→3Fe+2CO
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1、脱碳的危害
使锻件表面变软，强度和耐磨性降低
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3、防止脱碳的措施
脱碳需要时间和氧化性气氛…… 快速加热 保护介质加热
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三、过热
当加热温度超过始锻温度或在高温下停留 时间过长，便产生奥氏体晶粒急剧长大，这种 晶粒粗大的现象叫做过热。
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1、过热的危害
力学性能降低（尤其是冲击韧性ak）
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2、挽救措施
二次锻造 热处理
一般来说，过热组织可以通过足够大的塑性变形 来消除，或通过热处理（正火、淬火、反复正火、反 复淬火）来消除。
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1、氧化的危害
造成金属烧损，每加热一次烧损1.5-3% 增加清理工序及清理设备 影响锻件质量及尺寸精度 降低模具寿命、降低切削刀具寿命
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2、影响氧化的因素
加热温度：温度越高氧化越重； 加热时间：加热时间越长，氧化越严重； 炉气成份：氧化性、中性、还原性气氛； 钢本身的几何形状：表面积大则氧化重； 钢的化学成份―→
1
3-1 锻前加热
一、加热的目的
提高金属的塑性，降低其变形抗力。 趁热打铁才能成功？ ● 加热很重要，但并非必需； 回复与再结晶 ● 加热缺陷、热胀冷缩（降低锻件尺寸精度）； ┖→冷成形工艺（冷锻、冷镦、冷挤…）
2
塑性指金属在外力作用下发生永久变形而不破 坏其完整性的能力；塑性高，金属具有的塑性成形 适应能力强，可产生的塑性变形大。对金属施加的 外力称为变形力；金属抵抗变形的力称为变形抗力， 它反映金属变形的难易程度。
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3、残余应力
钢锭在凝固和冷却过程中，由于外层和中心冷却 次序不同，各部分间的相互牵制而产生。
外层冷却快，中心冷却慢，因此外层为压应力， 中心部分为拉应力。
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注 意：
1） 钢料加热时，特别是在500-550℃以下加热 时，此时钢的塑性差，温度应力较大，应避免加热速 度过快，以免开裂。
2） 对于尺寸大的钢锭和导热性差的高合金钢， 低温阶段必须缓慢加热。