余温正火工艺再探讨

ggtwhkl123

现有锻打件，锻打工艺为辊锻后预锻然后终锻，切边后温度900°左右，切边后用四个轴流风机加传送带空冷，金相组织切边位置组织较细，其余位置为接近锻打状态组织，各位大神能给点建议如何做余温正火吗？生产节拍相对较稳定。

lwz520fy

ggtwhkl123 发表于 2021-4-30 17:13
谢谢，我们是用的连续中频炉，原材料改善可能性不大，中频加热温度控制在1100-1150之间，超过1200自动排 ...

楼主既然如此刨根问底，我就再发表一下我的愚见；
1、混晶的形成原因：1.1、需要您检测一下原材料的带状偏析情况，把带状一级的和三级的在同样的工况下看看对其锻后晶粒度或组织影响如何；
                               1.2、搞清楚混晶形成环节，一方面是看是否奥氏体晶粒度已经过于粗大（形变前），一方面是否是回复再结晶造成的晶粒粗大；前者需要进行材料改性或降低锻造温度，加大变形量，后者需要在再结晶前完成终锻及切边；
2、显然切边区域变形量大，所以晶粒度很细小；
3、你说的魏氏组织的产生，一方面是其产生的严重程度，一方面是是否有伴随晶粒粗大的现象出现（检测晶粒度时需检测实际晶粒度而非按照标准进行热处理后的氧化法或直接淬火法检测）；魏氏组织一般伴随着晶粒粗大，其形成与冷却速度有关但并非都产生于缓冷，快速冷却或因质量（尺寸效应）在工件内部某区域深度也会形成，是否该理解为先共析铁素体，但由于冷速太快或晶粒过于粗大而导致铁素体呈针状在原奥氏体晶粒内呈一定位向形成，一般来讲，0.20~0.60左右的碳钢或低合金钢在原材料偏析严重，混晶严重的情况下，不论是退火、正火、淬火都有可能产生，主要对延伸率和冲击功影响大；
4、诚如之前所讲，排除原材料的偏析、原材料的过热敏感性（也可称为晶粒粗大敏感性，主要跟偏析及成分有关），锻造环节压扁、墩粗、预锻、终锻变形量控制不合理，若只是单纯的因冷却不及时及冷速过慢应该不难解决，不论你是采用简单易操作的临时性措施，还是专业化的永久性预防措施都可以，这取决于贵司的产品专一化程度和品质控制的严苛程度，毕竟专业化设备解决的问题不一定适用于所有产品而且要考虑成本

lwz520fy

从组织照片看，你的热模锻材料应该是中碳钢或中碳低合金钢（调质钢），近表面晶粒细化较好，次表面及其他位置混晶严重，至于如何改良仅提供个人意见以供参考：
1、原材料的化学成分控制：着重关注细化晶粒的元素Al及N的残余含量，推荐Al含量为0.020~0.040%；N含量60~200PPM（绝大部分厂家不会检测和提供N含量）；如果没有请控制；
2、原材料一般为热轧材，查看厂家是否进行了正火或退火处理，如果厂家采用余热正火处理，检测其来料晶粒度及组织（带状偏析）是否符合技术要求；
3、贵公司采用的加热方式是否为中频（连续）加热，如果是，请核查其加热温度及加热时间，温度不要过高（不超过1230℃，加热时间取决于来料直径），时间不要太长；如果不是，应大幅降低加热温度（1180℃即可）及保温时间；
4、及时测量终锻温度，在设备能力允许的范围内，通过控制终锻温度控制在800~860℃为宜，调整加热温度或节拍；
5、将终锻温度控制在850℃左右后，采用更强的冷却速度，比如风雾冷；关键控制在及时冷却和高温快冷至表温不超过400℃转风冷或空冷。

cmc01253

这个混晶靠余温正火，基本无解，原奥氏体晶粒度就存在混晶，不是后期靠余温控冷可以控制的。 除非是微合金非调制钢，有遏制晶粒长大的微合金强碳化物元素 V，Nb ，Ti等。
如采用风冷，有可能出现贝氏体等。

lwz520fy

cmc01253 发表于 2021-4-27 15:06
这个混晶靠余温正火，基本无解，原奥氏体晶粒度就存在混晶，不是后期靠余温控冷可以控制的。 除非是微合金 ...

你说的很对，但楼主之所以采用锻后余热正火  其目的就是要替代正常的正火细化晶粒，通过省略热处理环节达到节约生产成本的目的，如果后续有调质处理，在对工件机械性能要求不严苛的情况下（主要是延伸率和冲击韧性这两个指标受影响较大），倒是可以试一试；如果对延伸率、冲击韧性（特别是低温）要求较严，此混晶状态将影响后续的热处理一次合格率

热处理老马

利用专业设备，控冷，利用节能办法正火，应该可以解决你的问题，风扇水雾只是辅助设备，现在有傻瓜型的专用锻造余热正火、调质，铸钢正火等设备。

lwz520fy

奔雷在火 发表于 2021-4-29 09:46
原材料的化学成分控制：着重关注细化晶粒的元素Al及N的残余含量，推荐Al含量为0.020~0.040%；N含量60~200PP ...

你这粘贴复制我的原话，又不评述是啥意思？不会单纯混积分币吧？

wjx868

支持 顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶顶

ggtwhkl123

lwz520fy 发表于 2021-4-27 11:24
从组织照片看，你的热模锻材料应该是中碳钢或中碳低合金钢（调质钢），近表面晶粒细化较好，次表面及其他位 ...

谢谢，我们是用的连续中频炉，原材料改善可能性不大，中频加热温度控制在1100-1150之间，超过1200自动排料，不会存在料温超温现象，现在困惑的点在于切边位置晶粒细而其余位置锻打状态，是不是切边力大，将组织揉碎了，还是其他原因，现在又加了风冷能力，让温度快速冷却，组织合格面积在扩大，但是还是有锻打组织，甚至魏氏组织，后续降低一下中频温度是否会有所改善，后续可否试验一下锻后保温再风冷，也曾尝试淬水2s后空冷，组织好但是在尖角处出现马氏体和托氏体，有点淬火状态了

ggtwhkl123

cmc01253 发表于 2021-4-27 15:06
这个混晶靠余温正火，基本无解，原奥氏体晶粒度就存在混晶，不是后期靠余温控冷可以控制的。 除非是微合金 ...

保温一会会不会组织均匀点

ggtwhkl123

热处理老马 发表于 2021-4-28 20:34
利用专业设备，控冷，利用节能办法正火，应该可以解决你的问题，风扇水雾只是辅助设备，现在有傻瓜型的专用 ...

能给推荐一下什么设备吗？或者厂家也行我们联系试试

热处理老马

ggtwhkl123 发表于 2021-4-30 17:17
能给推荐一下什么设备吗？或者厂家也行我们联系试试

你加我好友吧，我电话私聊给你，

hairocean

ggtwhkl123 发表于 2021-4-30 17:13
谢谢，我们是用的连续中频炉，原材料改善可能性不大，中频加热温度控制在1100-1150之间，超过1200自动排 ...

试过等温正火吗？我们的锻造厂之前也有类似问题，最后选择了等温正火。

热处理老马

hairocean 发表于 2021-5-2 22:35
试过等温正火吗？我们的锻造厂之前也有类似问题，最后选择了等温正火。

你的等温正火设备需要用钱买吧，呵呵，免谈

tank

lwz520fy 发表于 2021-4-27 08:56
楼主既然如此刨根问底，我就再发表一下我的愚见；
1、混晶的形成原因：1.1、需要您检测一下原材料的带状 ...

这种锻造工艺，变形很不均匀，晶粒度不一样太正常了。模锻要考虑金属流动是关键

zzzzzzaa00

锻后余热正火可以节约能源，最好再来一次高温回火。还要考虑工件使用工况

wxfx365

主要是“正火”温度不均匀导致的吧，锻件心部温度很高，远超正火温度，晶粒粗大。这和锻件内外在正火温度下保温效果完全不一样的。

lmguo

糊弄人的方法，正火通过再结晶细化晶粒，你把再结晶抛掉，实际上是控制锻后的晶粒度。

magicmuwei

材料出现混晶可能是由于锻前加热温度过高，或者材料中没有添加0.010%以上的Al元素。Al可以细化晶粒度。即使用正火工艺，材料中的Al含量不够也很容易出现混晶。余温正火主要用来控制硬度便于切削加工，细化晶粒不是主要目的

18792996631

楼主，问题解决了吗，我也想知道