高合金鋼鍛造操作有哪些要求

① 鋼的鍛造溫度范圍是如何確定的始鍛溫度和終鍛溫度過高或過低各有何問題

始鍛溫度是開始襲鍛造的溫度，也是允許的最高加熱溫度。始鍛溫度不宜過高，否則可能造成過燒和過熱，但始鍛溫度也不宜太低，否則將縮短鍛造操作時間，縮小鍛造溫度范圍，增加鍛造的困難。一般將始鍛溫度控制在固相線以下150~250℃。 

終鍛溫度是停止鍛造的溫度。終端溫度過高，停止鍛造後晶粒在高溫下繼續長大，使鍛件晶粒粗大，降低鍛件的力學性能；終鍛溫度過低時，鍛件塑性不良，變形困難，內應力增大，甚至導致鍛件產生裂紋。碳素鋼的終鍛溫度約為800℃，合金鋼一般為800~900℃。

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鍛造溫度與鍛造工藝有關，大型件有時要分成三火完工，那最後一次變形前的加熱溫度和保溫時間要酌情而定——看變形量而定。臨界變形量－溫度－晶粒大小三者間的三軸圖在鍛造手冊等有關資料里找得到，一般最後一火加熱溫度低一些，1150～1180℃，如果已沒有多少變形量（或鍛造比≤1.2之類），可將加熱溫度控制在1050℃——對大多數合金結構鋼來說，晶粒快速長大是從1050℃以上開始的。

因為盡管表面溫度（尤其是邊角溫度）低一些，內部溫度可能還比較高。這時內熱外冷，有較好的「模殼效應」，有利壓實內部材料，鍛件外形也容易精整。

② 高溫合金鋼鍛造工藝有何特點

鍛造溫度區間窄(一般為100℃左右)，
所以其停鍛溫度要求不低於950℃
同時，
高溫合金在變形溫度下有較高的變形抗力和強化傾向，
變形程度和變形速度越大、變形溫度越低，
其變形抗力越高。鎳基合金的變形抗力一般為合金結構鋼的3～
4倍。為了防止鍛件粗晶，既要使變形均勻，
又要使變形程度不致進入臨界變形程度的范圍
除控制鍛造溫度外，應避免重錘連擊，
因為單錘變形量過大引起的劇烈變形熱效應可能造成鍛件局部粗晶，
因此在一火成形的前提下保持適宜的錘擊間隔是控制鍛件粗晶的重要途徑。

③ 鍛造的使用材料都有什麼要求

鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態金屬。金屬在變形前的橫斷面積與變形後的橫斷面積之比稱為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對提高產品質量、降低成本有很大關系。
一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機械性能均勻、良好，形狀和尺寸准確，表面質量好，便於組織批量生產。只要合理控制加熱溫度和變形條件，不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優良的鍛件。
鑄錠僅用於大型鍛件。鑄錠是鑄態組織，有較大的柱狀晶和疏鬆的中心。因此必須通過大的塑性變形，將柱狀晶破碎為細晶粒，將疏鬆壓實，才能獲得優良的金屬組織和機械性能。
經壓制和燒結成的粉末冶金預制坯，在熱態下經無飛邊模鍛可製成粉末鍛件。鍛件粉末接近於一般模鍛件的密度，具有良好的機械性能，並且精度高，可減少後續的切削加工。粉末鍛件內部組織均勻，沒有偏析，可用於製造小型齒輪等工件。但粉末的價格遠高於一般棒材的價格，在生產中的應用受到一定限制。
對澆注在模膛的液態金屬施加靜壓力，使其在壓力作用下凝固、結晶、流動、塑性變形和成形，就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態金屬模鍛是介於壓鑄和模鍛間的成形方法，特別適用於一般模鍛難於成形的復雜薄壁件。
鍛造用料除了通常的材料，如各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金之外，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也採用鍛造或軋制方式完成，只是這些合金由於其塑性區相對較窄，所以鍛造難度會相對較大，不同材料的加熱溫度，開鍛溫度與終鍛溫度都有嚴格的要求。

④ 對高溫合金的高溫性能要求有哪些

一、變形高溫合金

變形高溫合金是指可以進行熱、冷變形加工，工作溫度范圍-253～1320℃，具有良好的力學性能和綜合的強、韌性指標，具有較高的抗氧化、抗腐蝕性能的一類合金。按其熱處理工藝可分為固溶強化型合金和時效強化型合金。

1、固溶強化型合金

使用溫度范圍為900～1300℃，最高抗氧化溫度達1320℃。例如GH128合金，室溫拉伸強度為850MPa、屈服強度為350MPa；1000℃拉伸強度為140MPa、延伸率為85%,1000℃、30MPa應力的持久壽命為200小時、延伸率40%。固溶合金一般用於製作航空、航天發動機燃燒室、機匣等部件。

2、時效強化型合金

使用溫度為-253～950℃，一般用於製作航空、航天發動機的渦輪盤與葉片等結構件。製作渦輪盤的合金工作溫度為-253～700℃,要求具有良好的高低溫強度和抗疲勞性能。 例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強度達1000MPa；製作葉片的合金溫度可達950℃，例如：GH220合金，950℃的拉伸強度為490MPa，940℃、200MPa的持久壽命大於40小時。

變形高溫合金主要為航天、航空、核能、石油民用工業提供結構鍛件、餅材、環件、棒材、板材、管材、帶材和絲材。

二、鑄造高溫合金

鑄造高溫合金是指可以或只能用鑄造方法成型零件的一類高溫合金。其主要特點是：

1. 具有更寬的成分范圍 由於可不必兼顧其變形加工性能，合金的設計可以集中考慮優化其使用性能。如對於鎳基高溫合金，可通過調整成分使γ』含量達60%或更高，從而在高達合金熔點85%的溫度下，合金仍能保持優良性能。

2. 具有更廣闊的應用領域 由於鑄造方法具有的特殊優點，可根據零件的使用需要，設計、製造出近終形或無餘量的具有任意復雜結構和形狀的高溫合金鑄件。

根據鑄造合金的使用溫度，可以分為以下三類：

第一類：在-253～650℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在很大的范圍溫度內具有良好的綜合性能，特別是在低溫下能保持強度和塑性均不下降。如在航空、航天發動機上用量較大的K4169合金，其650℃拉伸強度為1000MPa、屈服強度850MPa、拉伸塑性15%；650℃，620MPa應力下的持久壽命為200小時。已用於製作航空發動機中的擴壓器機匣及航天發動機中各種泵用復雜結構件等。

第二類：在650～950 ℃使用的等軸晶鑄造高溫合金 這類合金在高溫下有較高的力學性能及抗熱腐蝕性能。例如K419合金，950℃時，拉伸強度大於700MPa、拉伸塑性大於6%；950℃，200小時的持久強度極限大於230MPa。這類合金適於用航空發動機渦輪葉片、導向葉片及整鑄渦輪。

第三類： 在950～1100℃使用的定向凝固柱晶和單晶高溫合金 這類合金在此溫度范圍內具有優良的綜合性能和抗氧化、抗熱腐蝕性能。例如DD402單晶合金，1100℃、130MPa的應力下持久壽命大於100小時。這是國內使用溫度最高的渦輪葉片材料，適用於製作新型高性能發動機的一級渦輪葉片。

隨著精密鑄造工藝技術的不斷提高，新的特殊工藝也不斷出現。細晶鑄造技術、定向凝固技術、復雜薄壁結構件的CA技術等都鑄造高溫合金水平大大提高，應用范圍不斷提高。

三、粉末冶金高溫合金

採用霧化高溫合金粉末，經熱等靜壓成型或熱等靜壓後再經鍛造成型的生產工藝製造出高溫合金粉末的產品。採用粉末冶金工藝，由於粉末顆粒細小，冷卻速度快，從而成分均勻，無宏觀偏析，而且晶粒細小，熱加工性能好，金屬利用率高，成本低，尤其是合金的屈服強度和疲勞性能有較大的提高。

FGH95粉末冶金高溫合金，650℃拉伸強度1500MPa；1034MPa應力下持久壽命大於50小時，是當前在650℃工作條件下強度水平最高的一種盤件粉末冶金高溫合金。粉末冶金高溫合金可以滿足應力水平較高的發動機的使用要求,是高推重比發動機渦輪盤、壓氣機盤和渦輪擋板等高溫部件的選擇材料。

四、氧化物彌散強化（ODS）合金

是採用獨特的機械合金化(MA)工藝，超細的(小於50nm)在高溫下具有超穩定的氧化物彌散強化相均勻地分散於合金基體中，而形成的一種特殊的高溫合金。其合金強度在接近合金本身熔點的條件下仍可維持，具有優良的高溫蠕變性能、優越的高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能。

目前已實現商業化生產的主要有三種ODS合金：

MA956合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1350℃，居高溫合金抗氧化、抗碳、硫腐蝕之首位。可用於航空發動機燃燒室內襯。

MA754合金 在氧化氣氛下使用溫度可達1250℃並保持相當高的高溫強度、耐中鹼玻璃腐蝕。現已用於製作航空發動機導向器環和導向葉片。

MA6000合金 在1100℃拉伸強度為222MPa、屈服強度為192MPa；1100℃，1000小時持久強度為127MPa，居高溫合金之首位，可用於航空發動機葉片。

五、金屬間化合物高溫材料

金屬間化合物高溫材料是近期研究開發的一類有重要應用前景的、輕比重高溫材料。十幾年來，對金屬間化合物的基礎性研究、合金設計、工藝流程的開發以及應用研究已經成熟，尤其在Ti-Al、Ni-Al和Fe-Al系材料的制備加工技術、韌化和強化、力學性能以及應用研究方面取得了令人矚目的成就。

Ti3Al基合金（TAC-1），TiAl基合金（TAC-2）以及Ti2AlNb基合金具有低密度（3.8～5.8g/cm3）、高溫高強度、高鋼以及優異的抗氧化、抗蠕變等優點，可以使結構件減重35～50%。 Ni3Al基合金，MX-246具有很好的耐腐蝕、耐磨損和耐氣蝕性能，展示出極好的應用前景。Fe3Al基合金具有良好的抗氧化耐磨蝕性能，在中溫（小於600℃）有較高強度，成本低，是一種可以部分取代不銹鋼的新材料。

⑤ 合金鋼，高合金鋼鍛造時應注意什麼

金屬材料的鍛造性與它本身的韌度，金屬溶解度有關。 金屬材料的可鍛性是指金屬材料在受鍛壓後，可改變自己的形狀而不產生破裂的性能。金屬的可鍛性隨著鋼中的含碳量的和某些降低金屬塑性等因素的合金元素的增加而變壞。

⑥ W18Cr4V的鍛造

高速鋼加熱時很容易發生過燒，接近此溫度范圍的鍛造很容易出現碎裂，應嚴格控制其加熱溫度。
1）鍛造溫度范圍
W18Cr4V屬於高合金鋼，其特點是升溫速度慢,鍛造溫度范圍窄。始鍛溫度為1100～1150°C，終鍛溫度為900～950°C。
2）加熱時間的確定
W18Cr4V鋼的導熱性差，一般需分段加熱。低溫段加熱溫度為800～900°C，加熱時間一般按1mi n/ mm計算。高溫時快速加熱，加熱時間一般按0. 5mi n/ mm計算。加熱時，為了防止過熱或過燒，要嚴格控制上限溫度。同時，爐內的坯料要裝爐適量，還要不停地翻轉，以使其內外溫度均勻。

⑦ 鍛造常用的冷卻方法有哪幾種各試用於何種情況

一. 常見鍛件成形後的冷卻方式

1. 高碳鋼和高合金鋼，為了防止表面開裂回，需要鍛後堆冷、爐冷、埋沙答冷或爐前烘烤緩冷，然後及時進行熱處理。

2. 奧氏體不銹鋼需要鍛後立即入水。目的是盡快保持住其現有晶粒尺寸，不要發生長大。同時，也不希望有更多的內部組織或質點析出，然後再固溶處理。

3. 所有其它常規的中低碳鋼和中低合金鋼鍛件，鍛後必須墊起空冷。目的是使其冷卻均勻、組織均勻和性能均勻，防止晶粒長大和出現混晶，便於書寫標識。黑色金屬鍛件入爐熱處理前的表面溫度不能小於50℃，防止出現白點。

二. 常規中低碳鋼、合金鋼鍛件的冷卻要求

1. 大型鍛件（通常重量大於500kg或平面尺寸大於300mm），一般都不允許直接放在地面上冷卻，因為會產生上下兩面冷卻不均勻、組織性能不均勻。

2. 對於常規大型鍛件的鍛後冷卻，合理的方法有下列三種：①墊起空冷；②搭起空冷，比如搭在墊鐵上或先前鍛造的較冷鍛件上；③摞放時上下層間要墊起，通常按10%高度計算，即1000mm截面要墊高100，2000mm墊高200等。