本發(fā)明涉及一種大型鍛件（10噸以上）加工方法，尤其是一種高性能30crni3mov鋼鍛件加工技術(shù)，具體地說(shuō)是一種30crni3mov鋼大型鍛件枝晶偏析消除方法，它通過(guò)先進(jìn)行普通熔鑄和電渣重溶，再進(jìn)行多火次鍛造然后進(jìn)行正火+回火+正火+調(diào)質(zhì)處理的方法對(duì)30crni3mov鋼的枝晶偏析進(jìn)行控制，同時(shí)具有更優(yōu)異綜合性能平衡的高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件制造的組織控制技術(shù)。

　　背景技術(shù)：

　　30crni3mov鋼具有高的淬透性和良好的綜合力學(xué)性能，淬火高溫回火后可在大截面上獲得均勻的強(qiáng)度、高的塑性、韌性、疲勞強(qiáng)度，低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度和缺口敏感性。無(wú)明顯回火脆性，切削性能中等，冷變形塑性和焊接性較差。對(duì)白點(diǎn)的形成敏感，鍛后盡量緩冷。宜作截面較大的零件，如軸類零件、對(duì)接接頭、齒輪等。

　　大型鍛件必須由大型鑄錠鍛造而成，大型鑄錠在制造過(guò)程必然存在枝晶組織等組織、成分的不均勻性。為滿足力學(xué)性能，大型鍛件通常須采用淬透性高強(qiáng)度高的鋼種，如：ni-cr-mo-v系鋼等。但這類鋼過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性高，組織遺傳傾向大（即馬氏體、貝氏體等非平衡原始組織在重新奧氏體時(shí)，繼承和恢復(fù)了原始粗大晶粒的現(xiàn)象），造成大型鍛件晶粒粗大和不均勻，進(jìn)而影響其沖擊韌性、脆性轉(zhuǎn)變溫度、超聲波可探性和導(dǎo)磁性等性能。

　　為了解決大型鍛件組織遺傳帶來(lái)的晶粒粗大和不均勻問(wèn)題，目前通常采用復(fù)雜并且周期很長(zhǎng)的鍛后熱處理工序（鍛后多次正火、臨界區(qū)高溫側(cè)正火、退火等）來(lái)加已改善。但對(duì)于枝晶嚴(yán)重區(qū)域，仍然會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的粗晶和混晶現(xiàn)象。因此，要從根本上阻斷粗晶和混晶現(xiàn)象，必須控制大型鍛件內(nèi)的枝晶等不良組織。

　　鍛件的組織性能與鍛造工藝有很大的關(guān)系。相對(duì)于單火次鍛造，多火次鍛造可以通過(guò)多次鍛前加熱發(fā)生的再結(jié)晶、奧氏體相變等改善材料組織。鍛造比的大小影響鍛件質(zhì)量，鍛造比不能太小但也并非越大越好，前者會(huì)導(dǎo)致枝晶組織得不到消除，后者會(huì)導(dǎo)致組織、性能方向性明顯。

　　從已有的研究結(jié)果來(lái)看，有關(guān)枝晶組織、鍛造組織不均勻性、熱處理組織遺傳及粗晶混晶現(xiàn)象之間內(nèi)在聯(lián)系的研究，在國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。而發(fā)達(dá)國(guó)家針對(duì)高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件的制造技術(shù)，一直對(duì)我國(guó)嚴(yán)格封鎖。鑒于此，本項(xiàng)目針對(duì)高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件制造的國(guó)際最新發(fā)展趨勢(shì)，研制開(kāi)發(fā)出與現(xiàn)有制造技術(shù)相比，具有粗晶和混晶組織程度更低、同時(shí)具有更優(yōu)異綜合性能平衡的高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件制造的組織控制技術(shù)，獲得完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到并保持國(guó)際領(lǐng)先水平，推動(dòng)我國(guó)在高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)跨越式發(fā)展。

　　技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

　　本發(fā)明的目的針對(duì)現(xiàn)有的30crni3mov鋼大型鍛件加工后存在枝晶組成織，使鍛造組織不均勻性，影響鍛件性能質(zhì)量的問(wèn)題，發(fā)明一種30crni3mov鋼大型鍛件枝晶偏析消除方法。

　　本發(fā)明的技術(shù)方案是：

　　一種30crni3mov鋼大型鍛件枝晶偏析消除方法，其特征在于：該枝晶偏析控制技術(shù)包括依次進(jìn)行鋼錠普通熔鑄、電渣重熔、多火次鍛造、正火+回火+正火+調(diào)質(zhì)處理過(guò)程。

　　所述的多火次鍛造包括依次進(jìn)行的2次鐓拔鍛造，2次鐓拔鍛造是指單次鐓拔即一鐓一拔進(jìn)行兩次，單次鐓拔的鍛造比為2-4，多火次鍛造的總鍛造比8。

　　所述的正火熱處理工藝為920℃±10℃×4h±0.5h保溫后進(jìn)行空冷。

　　所述的回火熱處理工藝為610℃±10℃×8h±0.5h保溫后進(jìn)行油冷回火。

　　所述的調(diào)質(zhì)處理工藝為860℃±10℃×4h±0.5h保溫后進(jìn)行油冷淬火和610℃±10℃×8h±0.5h保溫后進(jìn)行油冷回火。

　　本發(fā)明的有益效果：

　?。?）本發(fā)明的30crni3mov鋼大型鍛件枝晶偏析消除技術(shù)的方法，采用電渣重熔方法能夠減少鋼中非金屬夾雜,改善鋼的熱加工性能，提高鋼錠的加工成材率。

　?。?）本發(fā)明的30crni3mov鋼大型鍛件枝晶偏析消除技術(shù)的方法，一方面，通過(guò)多火次鍛造后的再結(jié)晶，消除了枝晶偏析；另一方面，通過(guò)正火+回火+正火的多次熱處理消除了組織遺傳并通過(guò)相變細(xì)化了晶粒。

　?。?）本發(fā)明揭示了枝晶組織、鍛造組織不均勻性、熱處理粗晶混晶組織之間的內(nèi)在聯(lián)系，突破了ni-cr-mo-v系高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件的枝晶組織熔鑄控制與擴(kuò)散退火和鍛造加工控制、熱處理粗晶混晶組織控制等關(guān)鍵技術(shù)，建立的ni-cr-mo-v系高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件的組織控制技術(shù)原型，為高性能ni-cr-mo-v系高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件的高可靠短流程低成本生產(chǎn)提供技術(shù)基礎(chǔ)和理論依據(jù)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)高淬透性高強(qiáng)鋼大型鍛件領(lǐng)域的制造技術(shù)進(jìn)步具有十分重要的意義。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1是本發(fā)明的加工方法制備所得30crni3mov鋼大型鍛件的宏觀浸蝕示意圖。

　　圖2是本發(fā)明的加工方法制備所得30crni3mov鋼大型鍛件的金相組織掃描電子顯微鏡照片。

　　圖3是現(xiàn)有工藝制備所得30crni3mov鋼大型鍛件的宏觀浸蝕示意圖。

　　圖4是現(xiàn)有工藝制備所得30crni3mov鋼大型鍛件的金相組織掃描電子顯微鏡照片。

　　具體實(shí)施方式

　　下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

　　如圖1、2所示。

　　一種30crni3mov鋼大型鍛件（10噸以上）枝晶偏析消除方法，它包括以下步驟：

　　首先，對(duì)30crni3mov鋼錠進(jìn)行普通熔鑄；

　　然后，再對(duì)普通熔鑄后的鋼錠進(jìn)行電渣重熔，減少鋼中非金屬夾雜,改善鋼的熱加工性能，提高鋼錠的加工成材率；

　　第三，對(duì)電渣重熔后的鋼錠進(jìn)行多火次鍛造加工，通過(guò)多火次鍛造后的再結(jié)晶，消除枝晶偏析。多火次鍛造包括依次進(jìn)行的2次鐓拔鍛造，2次鐓拔鍛造是指單次鐓拔即一鐓一拔進(jìn)行兩次，單次鐓拔的鍛造比為2-4，多火次鍛造的總鍛造比8。

　　最后，對(duì)鍛件進(jìn)行正火+回火+正火+調(diào)質(zhì)處理，通過(guò)正火+回火+正火的多次熱處理消除組織遺傳并通過(guò)相變細(xì)化晶粒。具體熱處理參數(shù)為：

　　920℃×4h保溫后空冷正火+610℃×8h保溫后進(jìn)行油冷回火+920℃×4h保溫后空冷正火+調(diào)質(zhì)處理（860℃×4h保溫后進(jìn)行油冷淬火+610℃×8h保溫后進(jìn)行油冷回火。

　　經(jīng)過(guò)上述處理后的鍛件宏觀浸蝕照片（圖1）與采用掃面電子顯微鏡拍攝的金相組織（圖2）。

　　從鍛件的金相組織中可以看出：鍛件組織內(nèi)部的夾雜物相對(duì)比較少，夾雜物主要為富o、c、fe、s、ca和富o、al、ca的夾雜物，分別以氧化鐵、氧化鋁為主。晶粒尺寸在10~30μm，平均尺寸為20μm，細(xì)化了晶粒組織，鍛件的枝晶偏析現(xiàn)象得到了明顯消除。

　　圖3、4是現(xiàn)有普通工藝制備的30crni3mov鍛件的宏觀浸蝕照片及掃面電子顯微鏡拍攝的金相組織。從宏觀上看該鍛件的表面有許多枝晶的偏析，從微觀組織上看內(nèi)部有夾雜物的存在，并有枝晶的存在。

　　本發(fā)明未涉及部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。

　　技術(shù)特征：技術(shù)總結(jié)