技术咨询-如何改进锻件的低温冲击

wyc3158

材料42CrMo4, 大型外环零件（锻造碾环+正火+淬回火+机加工）

外环表面四角位置，材料及机械性能要求：抗拉1100N/mm2左右，屈服930左右；常温冲击50-70J，环类表面硬度340HB左右；-40℃低温冲击20-35J。

某家厂商的难点是，外环某位置（碾环后变形最大区域），在抗拉强度和低温冲击难以找到平衡。如果抗拉合格，则低温冲击偏低（略低于标准）；低温冲击合格，则抗拉偏低（略低于标准）。像跷跷板一样。

初步分析，要加强某些工艺细节的控制，想到的方向是：

1.在不增加Ni的基础上（不增加成本），改进原材料的低温冲击韧性。然而，不了解钢材，具体细节不懂。目前寄希望于钢厂。

2.优化淬、回火工艺参数（如淬回火温度、冷却水温等），实验在进行中。锻造比大于3。

水平有限，有哪些具体的改进方向。@2266998

波塞冬的信徒

知道几个方向。
化学元素要求，氢，氧，氮，硫，磷等非金属元素含量；
组织评级要求，低倍的疏松，偏析，高倍的晶粒度，非金属夹杂，脱碳层，带状组织；

定性的关系，很容易就弄清楚，
但定量关系，含量或者评级具体要求到多少，能满足韧性要求并且裕量合适，这个就不知道了。

硬要说，那就参考轴承钢的要求。
为啥？因为轴承钢干净，并且厂家能办到，不是无脑的不合理苛求。

寂静回声

差不多吧，一般也就那几条。
从锻造的角度看，确保锻造前的预热温度均匀且足够，减少因温度不均导致的内部应力集中，从而影响材料微观组织和性能的一致性。碾环时严格控制变形程度，尤其是在变形最大的区域，避免过大的塑性变形导致晶粒细化过度或者局部硬化，这可能会影响材料的韧性和强度。
合理规划锻造顺序和速度，尽量减小局部的过大变形，确保整个外环的组织均匀性。
热处理的话，正火温度准确且保温时间充分，以便细化晶粒并获得良好的原始组织。
精确控制淬火加热温度，使其既能保证马氏体转变又能尽可能减少奥氏体晶粒长大。
对于大型零件，特别是厚度较大的外环，选择合适的淬火介质和冷却方式至关重要。可通过调整冷却介质的流速、更换冷却性能更佳的介质以及采用分级淬火等方式，使得内外部冷却更加均匀，防止产生过大的热应力和组织应力。
回火这块，通过试验确定最佳回火温度和保温时间，以期达到回火马氏体的适当分解，增加韧性而不降低过多的强度。要不然考虑下多次回火，通过两次或多次不同温度的回火，分别强化基体和析出有利第二相颗粒，提高韧性。

2266998

你需要首先明白几个事情，

1.极限，就是这个材料的‘名义极限’，

2.，在名义极限的‘标称’下，断面尺寸，断面尺寸大了，无法均匀，不是说全断面不行，而是某个位置不行，当然，就导致整体不行了，

3，你明白我上述的扯蛋，就能有的放矢，首先，你冶炼行不行？假如冶炼根本就不行，后面不扯了，比如偏析，无法解决偏析，就是没办法，

4.  冶炼行了，凝固手段行不行，铸锭需要均热与再加热，均热与再热过程就会局部晶粒粗大，冲击就不够了，冲击与许多因素有关系，杂质，颗粒形态，晶粒度，偏析，等等，等等，

5，上述也都行，加热脱碳控制不住，冲击依然不够，脱碳以后扒皮，还得再加热呢？一加热又脱碳了，哈哈，还有，炉子一调气氛，增碳了，也不行，明白吗？特别复杂，

6.  我说的这些，你哪里需要一个极其明白吗的家伙，由他每天盯着，所有环节都看住了，行了，


说题外话了，大旱核电站的压力容器盖子，国家给一重，怎么都不行，西屋遣南棒子过来，哈哈，行了，南棒子锻造非常厉害的，不是老汉人能比拟的，认真啊！

有环节疏漏的，一定就不行，知道自己极限，是非常了不起的事情

wyc3158

2266998 发表于 2024-4-18 20:24
你需要首先明白几个事情，

1.极限，就是这个材料的‘名义极限’，

八爷说的是。主要是性能要求很接近该材料本身的极限，尤其是低温冲击要求。应力最大区域冲击不够。

在控制成本的基础上，实现精确的控制要多下功夫。目前全流程控制实现不了，对钢厂的管理比较弱势，在跟兴澄的家伙沟通钢材有哪些改进的空间，或者使用某种特殊的标准（还要控制成本）。

可以把控的是从锻造到热处理的工艺管控，主要还是细节处理，需要全程盯着工艺执行。就像他们老板说的，他们的员工还是农民的思维，凑合着做产品，自然做不好。

wyc3158

寂静回声 发表于 2024-4-18 19:18
差不多吧，一般也就那几条。
从锻造的角度看，确保锻造前的预热温度均匀且足够，减少因温度不均导致的内部 ...

目前评估下来，还是很多细节没有精确控制，如淬火水冷的时间、速度、水温等，淬火介质浓度是否合理等。

波塞冬的信徒

wyc3158 发表于 2024-4-18 21:57
目前评估下来，还是很多细节没有精确控制，如淬火水冷的时间、速度、水温等，淬火介质浓度是否合理等。 ...

趁着机会，我就多学点，方便的话，可以说，不方便的话，也能理解。

非金属元素含量，我不知道你现在控制啥要求，导致能接近材料极限，我先说。
[H]≤1ppm
[O]≤20ppm
[N]≤50ppm
[S]≤150ppm
[P]≤150ppm

最终组织，
低倍
疏松，偏析评级≤1.0，
气泡，白点，缩孔，当然不允许存在，

高倍
晶粒≥5，
夹杂≤1.0，
脱碳≤d*1.0%

力学性能，无损，就不提了。

过程质量检验，主要说组织要求，
正火，淬火，回火，
类似带状组织，魏氏体，淬火马氏体，回火索氏体，
以及欠热的珠光体，铁素体，过热的残奥，冷速不够的珠光体，
这些都有评级规范资料，我就没有积累了，
不知道你哪些做，哪些不做，现在控制要求是多少。