大型筒体锻件成形制造技术的发展

2020-06-17 admin
  应用于电力、石化等领域中关键部位的大型筒体锻件,产品的综合性能至关重要。而综合性能主要依赖于两方面的因素,一个是材料的化学成分,另一个是产品的晶粒结构。由于在我国现有情况下,大型筒体锻件的材料基本采用国外系列钢种,产品 的成分不可能做很大的调整,因此,提高产品综合性能的关键就在于如何使其具有良好的晶粒结构。
  晶粒结构包括晶粒的大小、形状、排列和方向等。以核反应堆压力壳为例,轫性指标是其综合性能的主要体现,而反应产品韧性指标的3个间接指标分别为冲击韧性、脆性转变温度和无延性转变温度。研究表明,晶粒结构对于产品韧性指标的影响非常明显降低,即产品受中子辐照后韧性变化减小; 晶粒均勻化程度提髙,则产品的冲击韧性值明显提高。可见,在材料成分基本确定的前提下,产品综合性能的提髙很大程度上依赖于晶粒结构的改变,尤其是晶粒细化和分布均匀。因此,在大型筒体锻件的成形制造过程中,组织性能控制,即晶粒细化和晶粒均匀化控制,成为了产品质量和综合性能控制的关键所在。
  大型筒体锻件的晶粒细化过程可以分为初始晶粒细化、锻造晶粒细化和热处理晶粒细化。初始晶粒细化由冶炼和浇铸工艺完成,主要通过低杂质快冷凝固细化铸态组织;锻造晶粒细化主要通过高温 大变形量塑性加工,利用金属软化和再结晶机制细 化原始晶粒组织;热处理晶粒细化主要通过金属反 复多次的高温奥氏体化冷却等机制调整和细化再结 晶晶粒组织,得到产品的最终晶粒结构。因此,冶 炼浇铸、锻造和热处理工艺的发展,推动了大型筒 体锻件组织性能控制水平的不断提高。
 

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