常用冷热加工工艺

探伤合格后圆柱体按以下长度下料：Φ600×1200（+50、-0）mm；
⑤下料后两端平头，倒角R≥30mm。剥皮时，以大部分缺陷剥清为准，个别缺陷可采用研磨清除。
第一火：压钳把，头部取约150mm长压至 400 方，约用时5分钟，用红外测温表面约1140℃
第二火：压钳把，坯料保温约2.5小时。从400方压至250方，约用时3分钟， 用红外测温表面约1140℃。钳口压制结束后，在钢锭中间1/3处包石棉包套 ，回炉加热
第五火：第二次镦粗。坯料经中间部分包套后回炉加热时间约2.5小时，从约 1900mm镦至860mm,变形量约50%。变形时间约2分钟
第六火：第二次拔长。坯料回炉加热时间约3小时，从高度约860mm拔 至长度约1900mm,变形时间约3分钟
本次1380mm盘件用钢锭的开坯工作进行顺利，钢锭表面质量较好，变形工 艺控制严格，共计从加热至变形结束整个过程用时约50小时。
（1.0～1.08）d （1～1.08）d （1～1.14）d （1～1.14）d d+（3～7） d+（8～12） d+（12～15） d+（12～15）
总轧制道次数为9，因而将最后3道次作为精轧系统，采用方——椭圆——圆系统，即 第七道次轧制孔型为方孔，第八道次轧制孔型为椭圆孔，第九道次轧制孔型为圆孔， 则第九道次孔型直径为60mm
(5-2) (5-3)
动态再结晶动力学模型
c
5 6
p
p
1.0644
10 3 d 0 0.2
.
0.099
exp 40887 RT
0.5
0.037 d 0 0.2
. 0.058
exp 23954 RT
X
drex
1
exp
ln
2
0.5
1.68
d drex
1.301 10 3
800-20-3-2
例1：直径1380mmGH738盘坯快锻水压机上钢锭开坯
温度 （℃）
炉号：947-0128； 钢锭尺寸：φ600mm×1920mm 锻坯尺寸：φ620mm×Lmm 设备：4500吨快锻水压机
650±20
900±20
1170±10
≤500 2
4
5
3
6
钢锭加热工艺
≥6
时间（h）
变形工艺
临界区
1100
1080
开裂区
1060
1040
0.1
1
10
strain rate(1/s)
某刷丝密封材料的热变形区间
自由锻 基 本 锻 造 工 序 模锻
镦粗 拔长 胎模锻
锤上模锻 压力机上模锻
镦粗工序简介
800-20-1-1
800-20-1-2
800-20-2-1
800-20-2-2
800-20-3-1
billet
Extrusion barrel Die
※特种成型
摆碾 楔横轧 径向精密锻造等
Vh ω
锤头 坯料
热塑性加工的特点
1. 材料学角度：基本变形特征和机理，工艺设计与组织控 制的关联性
2. 机械学角度：摩擦润滑与模具设计、轧制孔型匹配 3. 塑性力学角度：塑性流动规律及加工参数的关联性
冷加工工艺设计的原则
成品前椭圆孔型尺寸与d的关系
0.70～0.78 0.74～0.82 0.78～0.86 0.82～0.83 0.86～0.90
约0.91 约0.92 约0.92
1.64～1.96 1.56～1.84 1.42～1.70 1.34～1.64 1.32～1.60
约1.4 约1.4 约1.4
成品前方孔边长a 与d的关系
实例2 740H合金普通水压机上开坯锻造
740H电渣锭尺寸为Φ345×400mm，锻造共进行3个火次，经过一 镦一拔，最终尺寸为Φ275×620mm。
1050℃,0.1s-1
1100℃,0.1s-1
1200℃,20s-1 1200℃,1s-1
例3 :Ф1250mm及Ф1380mm涡轮盘锻造工艺分析
5
镦粗，慢速压下到原高度的1/2
6
拔长到640方
7
倒棱滚圆到φ620，空冷
注：①947-0128此炉钢锭的钳把需要锻打90方熔检试样，因此锻造时要注意变形量，也可适当增加火次;
②镦粗后，回炉再加热时间为120分钟，其余均为90分钟;
③锻后空冷，并敲上钢印（炉号、钢种、节号）;
④圆柱体的钳把切除后锻造成90方熔检试样，圆柱体经车床剥皮φ600（+10、-0）mm然后再进行超声波探伤。
常用冷热加工工艺简介
主要内容
☆材料热加工的主要生产流程 主要的热变形工艺及典型工艺简介
①冶炼
获取一定尺寸的钢锭
②压力加工
获取一定尺寸形状及 性能的坯料或产品
典型工艺流程
③热处理
使产品具有最佳的加工 及使用性能
理化检测
所需产品
材料热加工的主要生产流程 ☆主要的热变形工艺及典型工艺简介
※锻造
钢铁轧制工艺制定原则
1）基于热力学数据库的相图计算确定轧制参数； 2）结合相关热模拟试验选取控轧控冷工艺； 3）合理的孔型配置。
例4 GH4169合金棒材连轧过程组织预测
对比参数1 轧制温度950℃，初 始截面尺寸 110mm×110mm,初 始晶粒度3级
温度作用
温度对比
尺寸、初始 晶粒度对比
.
0.124
exp
51212 RT
例3 典型的棒线材轧制生产线(（东北特钢）
※挤压
挤压机
主要热加工控制参数 挤压温度、挤压速度、挤压比
变形速度范围 特点
0.1—200/s，
适用于形状简单的杆型件或管 材
管材挤压示意图
工艺设计原则：根据数值分析确定合理 的挤压速度、挤压温度及挤压比。 工艺难点在于：摩擦润滑条件的选择 Extrusion axle Extrusion cushion
第三火：第一次镦粗。从约1920mm镦至860mm,变形量约50%。变形时间约2分钟
从第一次镦粗来看，尽管在钢锭中间1/3 处采用了软包套措施，但由于高径 比大于3，镦粗结束时仍然出现双鼓现象。镦粗结束时，坯料表面温度约 1050℃, 坯料表面并未出现明显裂纹. 第四火：第一次拔长。坯料回炉加热时间约3小时，从高度约860mm拔至长 度约1900mm,变形时间约3分钟
基准Hale Waihona Puke Baidu数
轧制温度900℃，初 始截面尺寸 110mm×110mm,初 始晶粒度3级
基本参数
GH4169合金组织演 化（晶粒度10级）
对比参数2 轧制温度900℃，初 始截面尺寸 140mm×140mm,初 始晶粒度6级
尺寸、初始 晶粒度作用
成品规格d/mm
6～9 9～11 12～19 20～28 30～40 40～50 50～60 60～80
通常每种材料都存在成型极限，必须使冷变形工艺和中 间热处理工艺达到良好匹配，获得最佳表面质量和性 能。
主要用于板带材的冷轧工艺制定过程。（有特殊性能要 求的除外）
例4 ：典型模锻件的成型工艺（GH4169涡轮盘）
基本工艺流程：
下料→镦粗→机加→探伤→加热→模锻→冷却→粗加工→探 伤→理化检测
※轧制
轧机（轧制生产线）
主要热加工控制参数 变形速度范围
初轧温度/终轧温度（热轧） 轧制孔型配置（热轧） / 轧辊配置（冷轧） 0.1—300/s，
特点
适用于形状简单的长线材或长 型材
火 次
炉号：947-0128； 钢锭尺寸：φ600mm×1920mm 锻坯尺寸：φ620mm×Lmm
1 头部取约150mm长压至400方作为钳把及熔检试样料；
2
400方拔长至250方后锻至250八角,钢锭中部包一圈保温 棉
3
镦粗，慢速压下到原高度的1/2
4
拔长到640方后倒棱630八角钢锭中部包一圈保温棉
锻造工艺选择的原则
对于传统钢铁材料，锻造工艺选择时主要依 据Fe-C相图，锻造温度尽量位于单相奥氏体区， 利于塑性变形。
对于高合金化结构材 料，除了基于热力学数据 库的相图以外，工艺制定 还需结合相关热模拟试验 进行选取。
temperature(℃)
1200
1180
1160
安全区
1140
1120
设备：水压机、曲柄压力机、 锻锤等
65000吨锻造压机
2000吨曲柄压力 机
3吨空气锤
主要热加工控制参数 变形速度范围
特点
始锻温度，终锻温度,变形量 0.01—50/s
其中水压机0.01-1/s;曲柄压 力机1-10/s，锻锤10-50/s 借助于模具或自由锻造成型， 适应于形状复杂的零件
不同锻造设备工艺特点不同：锻锤在锻造过 程的温升效应较大。