大型軸鍛件的主要特點(diǎn)

大型鍛件的最主要、最根本的特點(diǎn)是它的尺寸大和重量大。例如:我國(guó)近年來(lái)制造成功的600MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鍛件的 尺寸為直徑1280mm × 16310mm，單重111. 5t;國(guó)外生產(chǎn)的22002400MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn). 子鍛件的尺寸為直徑808mm × I6880mm，單重247t。

由于尺寸大和重量大，大型鍛件必須由大型鋼錠直接鍛成。眾所周知，大型鋼錠中的偏析、疏松、縮孔、非金屬夾雜物和各種組織不均勻性非常嚴(yán)重，氣體含量也比較高，而且這些缺陷很難在隨后的鍛造過(guò)程中去除。所以，在大型鍛件中往往存在著顯著的學(xué)成分不均勻性、多種多樣的組織缺籃和過(guò)高的有害氣體含量。從而使得大型鍛件的雜、費(fèi)時(shí)和昂貴。因而，必須小心翼翼地進(jìn)行。

其次，由于尺寸大和重量大，鍛件的熱容量必然很大，這就使得大型鍛件在執(zhí)行熱處理工序時(shí)不可能得到比較大的加熱速度和冷卻速度。因此，對(duì)于性能、質(zhì)量要求較高，必須通過(guò)調(diào)質(zhì)或淬火使鋼的內(nèi)部組織發(fā)生重大改變的大型鍛件，必須采用過(guò)冷奧氏體非常穩(wěn)定、淬透性很高的鋼種，如:Ni-Cr-Mo、Ni-Mo-V、Ni-Cr-MoV系鋼等。但是，過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性高的鋼易于發(fā)生組織遺傳，并進(jìn)而造成合金鋼大鍛件中的晶粒粗大和大小不均。為了解決這個(gè)問(wèn)題，往往需要采用特殊和 比較復(fù)雜的熱處理過(guò)程。

再者，尺寸大和重量大，必然使得大型鍛件在加熱和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生巨大的表面與心部溫差和組織轉(zhuǎn)變的不同時(shí)性，并進(jìn)而造成鍛件中的巨大內(nèi)應(yīng)力。在大型鍛件中，巨大的壓應(yīng)力會(huì)對(duì)大型鍛件內(nèi)部組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生阻礙作用，使其推遲或減少轉(zhuǎn)變數(shù)量;巨大的壓應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致鍛件中的裂紋，甚至整體斷裂。此外，在熱處理過(guò)程結(jié)束之后，巨大的內(nèi)應(yīng)力會(huì)轉(zhuǎn)化為永駐于大型鍛件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，其數(shù)值有時(shí)可高達(dá)數(shù)十或百余MPa，并可與其他有害因素(如鋼中的氫、大尺寸的非金屬夾雜物、寒冷的氣候等)結(jié)合，造成大型鍛件在儲(chǔ)存或運(yùn)送中發(fā)生斷裂，稱為置裂。當(dāng)內(nèi)應(yīng)力的數(shù)值較小時(shí)，雖然不會(huì)導(dǎo)致斷裂的發(fā)生，卻會(huì) 引起大型鍛件的尺寸、形狀的不穩(wěn)定，并將轉(zhuǎn)化成為工件在正常工作時(shí)所承受載荷的一部分，使鍛件的有效承載能力降低。此外，還有大型鍛件在力學(xué)性能上的方向性，鍛件表層與心部組織、性能上的巨大差異等，也都是由于其尺寸大、重量大所引起的。

大型鍛件的生產(chǎn)過(guò)程包括:煉鋼、鑄錠、鍛造、熱處理和粗加工等環(huán)節(jié)，不但工序多、周期長(zhǎng)，而且每一環(huán)的汍行情況都會(huì)對(duì)大型鍛件的性能、質(zhì)量產(chǎn)生重大影響。所以，對(duì)于從事大型鍛件熱處理工作的人，必須全面、具體地了解每一大型鍛件的前期工序的執(zhí)行情況處理過(guò)程所造成的影響，有時(shí)甚至要根據(jù)前期工序的執(zhí)行結(jié)果來(lái)修正后繼的熱處理工藝，在熱處理工藝的制定中，他人 (包括前人和外國(guó)人)和自己通過(guò)多年生生產(chǎn)實(shí)踐所得到經(jīng)驗(yàn)和積累下來(lái)的數(shù)據(jù)，是十分重要和寶貴的，應(yīng)當(dāng)充務(wù)利用和借鑒。但是，只坐到這一點(diǎn)是不夠的。還應(yīng)當(dāng)努力吸收當(dāng)代科技成就中一切對(duì)我們有用和行之有效的東西，并盡量發(fā)揮大型鍛件在成分設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和電子計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算等方面的作用，以便在工藝過(guò)程開(kāi)始之前便將在工藝執(zhí)行中可能發(fā)生的問(wèn)題逐一解決，以求最終獲得一個(gè)性能、質(zhì)量和使用壽命都好的大型鍛件，并最大限度地發(fā)揮金屬材料的潛力。