钢质辊锻件工艺编制原则

批准发布部门

机械工业部2100433B

2019年8月30日，《大型钢质自由锻件—通用技术规范》发布。

2019年8月30日，《大型钢质自由锻件—通用技术规范》实施。

2019年8月30日，《大型钢质自由锻件―通用技术规范》发布。

2019年8月30日，《大型钢质自由锻件―通用技术规范》实施。

大锻件用钢的生产工艺主要包括冶炼、锻造工艺和热处理工艺。

(1)大锻件用钢的冶炼

冶炼、锻制大型锻件需使用大型钢锭。大钢锭的单重在30t到几百吨范围内。钢锭越大，偏析等冶金缺陷越严重。因此，大锻件用钢的冶炼要求非常严格。为保证铸造出特大钢锭，一般都要采用两台以上的冶炼炉联合配炉浇注，这样就不必增大单炉容量，减小因浇注时间长对耐火材料的侵蚀，防止钢液温度的降低。

冶炼时必须精选原料，严格控制冶炼不易去除的有害元素如硼、铜、锡、锑、砷等。钢的初炼可采用大型碱性电弧炉、大型转炉等，初炼的钢液必须进行炉外精炼和真空脱气，最大限度降低钢中的硫、磷和气体含量，以获得硫、磷质量分数均低于0.005%、氢低于2%、氧低于30%、氮低于40%的高纯净钢。为减少偏析和缺陷，大型钢锭的铸造要采用新的浇注技术，如旋转浇注法、空心铸锭法和定向凝固铸造法等。

(2)大锻件用钢的锻造

目的主要有两个：一是将铸锭经济地锻制成所需要的形状毛坯，即成形；二是改善金属组织，通过锻造破坏铸锭的铸态组织，使组织均匀化，使晶粒细化，使气孔、疏松、缩孔等缺陷焊合。通常，大型钢锭都由冶炼车间直接热送到锻压车间。为使缺陷焊合，大锻件的锻造一般都在压力很大的水压机上进行，主要采用自由锻工艺。

(3)大锻件用钢的热处理

由于尺寸效应的影响，大锻件的热处理有自己的特点，必须充分考虑大锻件的冶金特性、大锻件在热处理中产生的瞬时应力和残余应力、相变热对加热和冷却过程的影响、回火脆性和组织细化等。大锻件的热处理过程如下：

1)锻后热处理。主要目的是防止产生白点，提高化学成分的均匀性，细化组织，消除混晶现象等，为超声波探伤和最终性能创造内部组织条件，为降低硬度、消除应力、便于粗加工创造条件。若在冶炼过程中钢中的氢质量分数降至2%以下时，则第一热处理将主要考虑晶粒细化和消除混晶现象。

大型锻件特别是合金钢锻件，锻后正火和淬火在加热方式上，应采用阶梯升温方式加热。大型锻件在350～500℃以及600～800%时，工件表面与心部存在最大温差，差值在300～400℃。因此采用在4500C与6500C保温一段时间，然后再升温的加热方法是比较合适的。

2)性能热处理。其主要目的是使粗加工后的大锻件获得所需要的最佳组织，以保证大锻件具有良好的综合性能。通常采用的工艺主要有调质、正火加回火、正火加时效等。对要求高硬度的锻件，如大型冷轧辊，其最终热处理应采用淬火加低温回火，以满足使用要求。

大锻件在回火装炉的初始阶段，表面温度回升，心部温度进一步降低，以完成心部过冷奥氏体完全转变。所以均温时间难以用目测确定，因此回火工艺规程中没有规定均温时间，而是适当延长保温时间。回火保温时间也可按回火温度与硬度的对应关系确定。

3)大锻件热处理注意事项

①大锻件加热时一定要缓慢，必须分段加热，奥氏体化保温要充分，一般以台车炉为主。

②低碳低合金钢直接淬盐水，巾碳合金结构钢以水油双液淬比较稳妥，在水中停留的时间以有效厚度计算。

③必须了解大锻件的原始状态，必须检测其显微组织，魏氏体组织严重的必须用正确的热处理工艺予以消除。