大锻件热处理的特点

大锻件并无严谨而科学的定义。锻件的大小是相对而言的，一般按其质量划分，可指单重5 t以上的轴类锻件和单重约2 t 以上的圆盘类锻件。尽管大锻件与中小型零件的热处理基本原理并无实质上的差异，但由于大锻件尺寸大、质量大，在其热处理工艺的制订与实施方面必须考虑以下因素：①钢锭和锻件的冶金特性。由于大锻件是由大型钢锭锻制而成，钢锭越大，其气体、杂质的含量越高，偏析、疏松、缩孔、非金属夹杂物等组织和成分的不均匀性也越严重，并且由于钢锭大，锻造时往往不能锻透，这些冶金缺陷将不同程度地残留在锻件中，从而使大锻件热处理工艺的制订和工艺过程的实施均变得复杂化。②内应力。大锻件在热处理加热和冷却过程中，表面与心部的温差必然很大，因而增加了锻件的热应力，而且锻件不同部位组织转变的不同时性严重，导致组织应力增大，即大锻件在热处理过程中将产生很大的内应力。这不仅影响大锻件的组织转变，严重时还会使大型锻件在热处理过程中或在热处理结束后的放置过程中发生开裂，或者因为内应力的存在而降低零件在服役时的有效承载能力。③相变潜热。钢件在热处理过程中发生相变时会释放或吸收相变潜热。对大锻件而言，由于尺寸大，热传导速度受到限制，相变潜热对加热和冷却过程的影响比较明显。④回火脆性。大型锻件回火后快冷也会产生很大的残余应力，将影响零件的使用性能。因此，大锻件应采用较低的回火冷却速度。但另一方面，缓慢的冷却速度将使钢的回火脆性得不到抑制，特别是一些重要的大锻件，例如发电机和汽轮机转子等，都采用淬透性较高的合金钢制造，具有较明显的回火脆性。尽管随着炼钢技术的不断进步，以及采取添加Mo元素等措施，以减轻回火脆性，在制订大锻件的热处理工艺及工艺的实施中，这一问题还是值得重视的。⑤细化晶粒问题。在实际生产中，大锻件的锻造比一般都比较小，且变形不均匀，加热时间冗长，这些因素导致大锻件的奥氏体晶粒比较粗大。为此，大锻件在热处理时，应注意晶粒细化问题，以使其力学性能达到要求。⑥尺寸对组织和性能的影响。大锻件由于尺寸大、体积大，通常情况下，淬火后表层也难以获得马氏体或下贝氏体组织，虽然可以选用含铬、镍、钼、钒等合金元素的高淬透性钢，但按常规工艺淬火仍难以获得理想的组织结构，从而影响工件的最终力学性能。所以，对大锻件进行热处理时必须考虑这种尺寸因素的影响。