大型锻件第1部分绪论.doc

第一部分 绪论
1． 定义
l 10MN以上液压机锻造的锻件。
l 单重5吨以上的轴类锻件，2吨以上的饼类锻件。
l 以钢锭作坯料的锻件。
2． 特点
l 重要
重大技术装备的关键零部件，关乎社会、国防、人身安全，涉及重大财产损失。电力设备的转子、护环；核电容器；水轮机大轴；航天火箭燃烧室筒体；水压机立柱；化工容器的筒体、封头；船用曲轴。
l 尺寸大、重量大
制造难度大，常规的方法难以实施。核电封头直径近6m，厚度近400mm, 现有设备成形力不足，需特殊工艺；更宽大的厚板、封头需体外锻造工艺；钢锭、大轴断面内组织性能难以均匀一致，需特殊方法。
l 性能要求高
因重要而需高性能，以提高服役装备的可靠性。护环要求均匀一致的组织和高强度；转子要求综合的高强度和高韧性，对孔洞、夹杂的尺寸及分布要求极其严格；火箭燃烧室筒体强度高达1500MPa。
l 制造工艺复杂
工艺链长，各环节技术水平均要求高，掌握困难。造价昂贵，一旦作废，损失很大。
l 原料为钢锭
炼钢、铸锭缺陷多，后续工艺多围绕消除或减小钢锭缺陷制定，成为大锻件研究和制造的重点及特色。
3． 工艺流程
炼钢----铸锭----锻造----第一热处理---粗加工----探伤检查---第二热处理---组织性能检查---精加工---合格检查。
4．典型大锻件

支撑辊

高速钢工作辊

高中压联合转子

低压转子

水轮机大轴

核电接管段

核电整体顶盖

船用70曲轴曲拐

舵轴

发电机主轴

核电蒸发器管板

煤液化容器筒节

模块
5．世界大锻件生产及工艺装备的现状

6．我国大锻件生产和工艺装备的现状及存在的问题
l 我国大锻件生产和工艺装备的现状
表5~表7列出了我国大锻件生产和工艺装备的现状。

l 与发达国家的差距
（1）钢水精炼和真空处理等新的冶金技术利用率低。我国钢水除气率近40%~60%，国外已近100%。
（2）钢水纯净度低；以转子为例，国外S〈0.003%，P〈0.005%，H〈1.0ppm；我国S〈0.006%，P〈0.006%，H〈1.4~1.8ppm。
（3）铸锭技术水平低，锻件尺寸肥头大耳，因此，钢锭利用率低，仅50%~55%，国外已达60%。
（4）性能差距大。转子的偏差国外〈4.2MPa，我国4~6MPa；
冷轧辊表层硬化深度，国外20mm，我国13~17mm。
（5）锻件等级差距大。表1-1和表-5。电力锻件的等级指标大体相差1倍以上。
（6）锻造技术基本上是跟着国外走，当然有差距，具有自主知识产权的技术极少（KD锻造法，护环外补液胀形）。
（7）电弧炉冶炼时间及电耗指标差距很大。国外为1h，450~550kw.h/t，我国为2~3h，700~850kw.h/t。
（8）锻造水压机数量不少，但自动化水平差距很大；辅机配备差，无大型操作机，生产率大大低于韩国等国家。
（9）锻造液压机均未装备尺寸测量和控制装置，在线控制水平低，火次多。
（10）加热炉热效率低，国外20%，我国12%。炉内温度均匀性差。
（11）成品率低。国外已接近100%，我国只有80%。
7．主要研究方向---大型锻件的锻造技术及质量控制
l 大锻件新材料；
l 钢水洁净技术；
l 组织致密、缺陷分布合理、利用率高的锭型；
l 缺陷闭合条件及新砧型；
l 缺陷焊合条件及相关工艺；
l 锻造工艺参数与锻件组织的关系；
l 锻造工艺参数与锻件力学性能的关系；
l 包含热、力、热力学参数及组织和缺陷预测的数值模拟技术；
l 典型大锻件短流程工艺研究；
l 复杂大锻件的成形工艺；
l 大锻件制造中的节能减排技术；
l 大锻件的热处理技术。
8．课程内容
l 塑性加工的经典理论和现代方法
l 现代炼钢技术
l 锻造用钢锭及铸锭技术
l 大锻件的锻造热规范
l 主要锻造工序及相关问题
l 大锻件的特殊锻造方法
l 典型大锻件产品的锻造工艺
14