大型船用彎舵桿鍛件熱處理工藝
2021-08-05 15:40
admin
近期，我們鍛造廠家，用35CrMo材質大型彎舵桿鍛件，長約11m,重約35t,需采用鍛造方式生產(chǎn)。該鍛件形狀較為復雜，且因尺寸落差較大，技術要求較高，實際生產(chǎn)中很難一次熱處理滿足要求。 因此，實際生產(chǎn)中我們通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，制訂了熱處理生產(chǎn)方案，最終達到一次熱處理滿足各項性能指標及超聲波檢測要求的變形量較大.
工件在不同的入水方式下，不同加熱溫度淬火后方向上的變形特點。水平入水方式與垂直人水方式下，工件在方向上的變形量有所異同，水平人水方式下的-Z變形兩端對稱，垂直人水方式下的變形，接近人水端的變形量
經(jīng)過兩種入水方式的對比，擬采用的垂直人水方式的模擬結果顯示出的總的變形規(guī)律較水平人水方式的變形相對較小，垂直方式的變形主要集中在先入水
彎舵桿技術要求
(1) 材料35CrMo鋼化學成分。
(2) 力學性能該彎舵桿為鍛后熱處理進行性能、無損檢測驗收，試樣取自鍛件兩端表面近80mm位置。熱處理時鍛件一端寬度為1350mm，一端直徑為560mm。熱處理后力學性能要求。超聲波檢測該鍛件雖然尺寸落差大，但各部位無損檢測要求均相同，心部0 6mm,表 g tp 3mm
工藝難點
(3) 材料分析35CrMo鋼鍛件屬碳鋼。技術要求較國標嚴格限制了合金元素含量，且碳當?shù)囊笙拗苧該鋼號主要元素 C、Mn含量，熱處理后難以同時穩(wěn)定滿足強度、沖擊韌度要求。
(4) 力學性能分折由子該鍛件兩端尺寸差較大，熱處理空冷時兩端很難達到同樣冷速，并且技術要求強度差<70MPa。因此，鍛件熱處理后很難控制其強度差要求。
(5) 超聲波檢測要求該鍛件形狀復雜，鍛造過程中為節(jié)省生產(chǎn)成本，利用現(xiàn)有附具進行鍛造，因尺寸較大端鍛造比小，造成尺寸較大端內(nèi)部殘留較多粗大組織，對熱處理后無損檢測產(chǎn)生較大影響。
(6) 熱處理變形問題該彎舵桿屬于半長軸半方鍛件，裝爐困難，尺寸落差大，很難各個位置墊平、墊實。因此，在熱處理過程中非常容易產(chǎn)生變形，并且鍛件若變形嚴重，將升高溫進行鍛造返修，需重新進行熱處理， 從而造成較高額外生產(chǎn)成本。
熱處理工藝開發(fā)
(1)材料優(yōu)化為保證鍛件強度、沖擊韌度綜合性能，在滿足技術要求的前提下，制訂了35CrMo鋼公司內(nèi)控標準。 將C、Mn含量控制在最上限，以 此提高其強度指標。在合金元素總和<0.80%要求下，全部按照上限控制，以此提高鍛件強度、 沖擊性能指標。
(2)熱處理工藝為降低生產(chǎn)成本，熱處理采用一次正火+回火工藝,并在空冷時采用噴霧冷卻方式，加速鍛件冷卻速度，并且可以有效地控制兩端冷速不均問題。通過噴霧冷卻可以獲得更加均勻的空冷組織，以此進一步保證鍛件強度、沖擊性能要求，并且提高鍛件超聲波檢測效果。
(3)變形控制為使鍛件熱處理后變形在可控范圍，采用專用墊塊將鍛件整體墊起、墊平,尤其是在尺寸變化的各個拐點處，防止了鍛件易變形處的變形趨勢
35CrMo鋼彎舵桿鍛件全部一次熱處理成功，無損檢測、性能檢測合格（性能檢測)，滿足鍛件各項技術要求，并且鍛件未產(chǎn)生較大變形，無返修發(fā)生。
工件在不同的入水方式下，不同加熱溫度淬火后方向上的變形特點。水平入水方式與垂直人水方式下，工件在方向上的變形量有所異同，水平人水方式下的-Z變形兩端對稱，垂直人水方式下的變形，接近人水端的變形量
經(jīng)過兩種入水方式的對比，擬采用的垂直人水方式的模擬結果顯示出的總的變形規(guī)律較水平人水方式的變形相對較小，垂直方式的變形主要集中在先入水
(1) 材料35CrMo鋼化學成分。
(2) 力學性能該彎舵桿為鍛后熱處理進行性能、無損檢測驗收，試樣取自鍛件兩端表面近80mm位置。熱處理時鍛件一端寬度為1350mm，一端直徑為560mm。熱處理后力學性能要求。超聲波檢測該鍛件雖然尺寸落差大，但各部位無損檢測要求均相同，心部0 6mm,表 g tp 3mm
工藝難點
(3) 材料分析35CrMo鋼鍛件屬碳鋼。技術要求較國標嚴格限制了合金元素含量，且碳當?shù)囊笙拗苧該鋼號主要元素 C、Mn含量，熱處理后難以同時穩(wěn)定滿足強度、沖擊韌度要求。
(4) 力學性能分折由子該鍛件兩端尺寸差較大，熱處理空冷時兩端很難達到同樣冷速，并且技術要求強度差<70MPa。因此，鍛件熱處理后很難控制其強度差要求。
(5) 超聲波檢測要求該鍛件形狀復雜，鍛造過程中為節(jié)省生產(chǎn)成本，利用現(xiàn)有附具進行鍛造，因尺寸較大端鍛造比小，造成尺寸較大端內(nèi)部殘留較多粗大組織，對熱處理后無損檢測產(chǎn)生較大影響。
(6) 熱處理變形問題該彎舵桿屬于半長軸半方鍛件，裝爐困難，尺寸落差大，很難各個位置墊平、墊實。因此，在熱處理過程中非常容易產(chǎn)生變形，并且鍛件若變形嚴重，將升高溫進行鍛造返修，需重新進行熱處理， 從而造成較高額外生產(chǎn)成本。
(1)材料優(yōu)化為保證鍛件強度、沖擊韌度綜合性能，在滿足技術要求的前提下，制訂了35CrMo鋼公司內(nèi)控標準。 將C、Mn含量控制在最上限，以 此提高其強度指標。在合金元素總和<0.80%要求下，全部按照上限控制，以此提高鍛件強度、 沖擊性能指標。
(2)熱處理工藝為降低生產(chǎn)成本，熱處理采用一次正火+回火工藝,并在空冷時采用噴霧冷卻方式，加速鍛件冷卻速度，并且可以有效地控制兩端冷速不均問題。通過噴霧冷卻可以獲得更加均勻的空冷組織，以此進一步保證鍛件強度、沖擊性能要求，并且提高鍛件超聲波檢測效果。
(3)變形控制為使鍛件熱處理后變形在可控范圍，采用專用墊塊將鍛件整體墊起、墊平,尤其是在尺寸變化的各個拐點處，防止了鍛件易變形處的變形趨勢
35CrMo鋼彎舵桿鍛件全部一次熱處理成功，無損檢測、性能檢測合格（性能檢測)，滿足鍛件各項技術要求，并且鍛件未產(chǎn)生較大變形，無返修發(fā)生。
