大型自由锻锻件与合金钢锻件多以钢锭为原材料。钢锭的加热根据钢锭的温度分为热锭和冷锭加热。
冷锭是指锻前加热时钢锭温度为室温的钢锭。冷锭加热的关键在低温阶段,因为冷锭加热温度低于500℃时塑性很差,再加上冷锭内部的残余应力又与温度应力同向,锻件存在的各种组织缺陷还会造成应力集中,如果加热规范制订不当,容易引起裂纹。所以,冷锭加热在低温阶段时,必须限制装料炉温和加热速度。
大型冷锭(直径大于500mm)和坯料的加热,首先应按锻件的塑性和导温性高低分组 (见表),然后再以断面尺寸大小确定加热规范。由于锻件的断面尺寸大,产生的温度应力也大,因此大型冷锭锻件应采用二段,三段、四段或五段的分段加热规范。
图中为实际生产采用的19.5t 20MnMo锻件加热规范。19.5t 20MnMo锻件加热试验的温度实测曲线。从图可见,在加热的低温阶段断面温差不大,而且最大温差出现在锭温600℃以上,这时钢锭已具有一定塑性,温度应力也不会造成开裂。
小型锻件的加热,对于钢锭断面尺寸较小,加热时温度应力不大,一般碳钢和低合金钢小锭,可采用快速的一段加热规范,对于高合金钢小锭,因低温导温性差,可采用和大型冷锭加热一样,采用多段加热规范。
热锭是指表面温度不低于600℃的钢锭。热锭不产生残余应力和温度应力,可缩短加热时间。热锭加热引起的断面温差小,也不会产生很大的应力。因此热锭装炉炉温不受限制,入炉后便以最大加热速度加热。由于各种钢在高温时的导温性都很相近,所以热锭的加热规范,只取决于断面尺寸,而与钢的种类无关。因此,实际生产中大型钢锭锻造时应尽可能地采用热锭加热。
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