SF590鋼L側(cè)鍛軸生產(chǎn)工藝研究

中國一重鑄鍛鋼事業(yè)部水壓機(jī)鍛造分廠（黑龍江齊齊哈爾 161042）王興齊

2008年，我公司開始生產(chǎn)SF590鋼種鍛件，檢測需符合CNC-YC1020標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)超聲波檢測嚴(yán)格，對于截面尺寸大、法蘭端φ2300mm左右，產(chǎn)品合格率偏低，對公司造成極大經(jīng)濟(jì)損失。針對這種情況，對超聲波無損檢測不合格的鍛件進(jìn)行全面分析，改進(jìn)了煉鋼、鍛造及熱處理工藝，提高了該鍛件的合格率，滿足客戶要求。

1.SF590鋼L側(cè)鍛軸的技術(shù)要求

SF590鋼L側(cè)鍛軸化學(xué)成分見表1，力學(xué)性能指標(biāo)見表2。

超聲波檢測：鍛件無損檢測方法和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（包括UT和PT）按CNC-Y0120中各項(xiàng)條款執(zhí)行。具體要求：表面1.5～50mm（φ1mm）；軸徑向50mm至中心（φ2mm）。

表1 SF590鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

表2 SF590鋼L側(cè)鍛軸的力學(xué)性能指標(biāo)

2.生產(chǎn)制造工藝流程

（1）煉鋼 冶煉采用電爐+精煉，選用優(yōu)質(zhì)廢鋼和生鐵用氧化法進(jìn)行冶煉，保證鋼液純凈度。裝料時(shí)爐底加料重3%～5%石灰，一次料面上可加1%～2%氧化鐵皮以利去磷。冶煉時(shí)要求脫碳量≥0.30%，充分利用氧化期C－O激烈反應(yīng)沸騰，要求爐內(nèi)造泡沫渣，促進(jìn)夾雜物、氣體的上浮并隨流渣排除。采用倒包法熱兌時(shí)，采用精煉包直接熱兌，出鋼溫度≥1620℃。結(jié)合力學(xué)性能要求，化學(xué)成分內(nèi)控見表3。

表3 內(nèi)控化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （%）

（2）鍛造 為保證本體截面尺寸充分鍛透，鍛造此大直徑軸類鍛件，在鍛造工藝上增加一次鐓拔工藝。第一次鐓拔是為保證第二次鐓粗所需坯料尺寸、應(yīng)力狀態(tài)，使鋼錠充分鍛透，完成主變形鍛造任務(wù)，第二次鐓拔目的是保證鍛件成形尺寸（見圖1、圖2）。

具體生產(chǎn)方案：下料火次采用掐臺階方式下料，下料尺寸比鍛件尺寸大300～400mm，保證出成品火次鍛件有一定鍛造比，且保證一火次出成品，出成品爐溫從1250℃調(diào)整為1200℃。從源頭上防止粗晶，預(yù)留最后一火鍛造比，提高超聲波檢測合格率。

圖1 L側(cè)鍛軸精加工

圖2 L側(cè)鍛軸鍛造出成品

（3）熱處理 考慮到鍛件截面尺寸大，超聲波檢測嚴(yán)格，應(yīng)經(jīng)多次重結(jié)晶使鍛件晶粒細(xì)化、組織改善，提高鍛件超聲波檢測性能。本鍛件熱處理曲線如圖3所示。

如表4所示，鍛后增加過冷保溫，鍛后空冷至400～450℃入爐，使心部組織進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，在低于600℃時(shí)，鍛件處于冷硬狀態(tài)，要限制加熱速度，在650～700℃加一個(gè)等溫臺階，以努力減小鍛件內(nèi)外溫差和瞬時(shí)應(yīng)力，在700℃以上，應(yīng)努力提高加熱速度，以加大鋼在發(fā)生加熱轉(zhuǎn)變時(shí)的過熱度，爭取獲得更好的晶粒細(xì)化效果，最終力學(xué)性能合格，超聲波檢測達(dá)到技術(shù)要求。

表4 L側(cè)鍛軸熱處理后力學(xué)性能

3.結(jié)語

實(shí)踐證明，通過調(diào)整化學(xué)成分，對錳元素進(jìn)行內(nèi)控，保證了鍛件強(qiáng)度，提高沖擊韌度。采用兩火次鐓拔鍛造工藝，適當(dāng)降低鍛造加熱溫度及終鍛溫度，預(yù)留出成品火次鍛造比。鍛后增加過冷保溫使心部組織進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，熱處理時(shí)采取一次高溫正火+兩次正火的工藝方法，進(jìn)一步細(xì)化晶粒、均勻化組織，改善探傷性能，最終完全滿足用戶提出的技術(shù)協(xié)議要求。