大型锻件热处理工艺的制订原则与基本工艺参数

大型锻件在完成锻造工序后，应立即进行锻后热处理。在制订锻后热处理工艺时应遵守以下原则：

1. 使锻件尽快地、充分地由奥氏体转变为铁素体一碳化物组织。这样作不仅有利于氢的脱溶与扩散，而且有利于通过钢的相变重结晶调整与细化钢的晶粒组织。在制订工艺时，应根据钢的过冷奥氏体的稳定性并充分考虑锻件中化学成分与内部组织的不均匀性等因素，合理确定锻件的冷却速度、过冷温度、在过冷温度的保温时间等工艺参数。

2. 通过去氢退火将锻件中的氢降低至钢的无白点或无氢脆极限氢含量以下，并使其分布均匀，以免除白点、氢脆的危害。对于绝大多数大型锻件来说，这是锻后热处理的首要任务，必须完成。去氢退火的关键工艺参数是：

(1) 退火温度通常取 650 ± 10 ℃ , 具体数值见表。因此温度与钢的高温回火相近，故经常将扩氢退火与高温回火合并进行。

(2) 保温时间参看典型工艺曲线近似确定，或根据实际工件的定氧结果、经由锻件的扩氢计算确定。

(3) 冷却速度应足够缓慢，以防因在冷却过程中瞬时应力过大而出现白点，并尽量减少锻件中的残余应力。通常将冷却过程分为两个阶段 : 在 400 ℃以上，因钢处于塑性较好、脆性较低的温度范围，冷速可稍快一点 ; 在 400 ℃以下，因钢已进入冷硬和脆性较大的温度范围，为了避免开裂和减少瞬时应力，应采取更为缓慢的冷却速度。

3. 经过一次或多次重结晶使钢的晶粒细化、组织改善、性能提高对于大多数碳钢锻件和部分低合金钢锻件来说，锻后热处理就是它的最终热处理，应在锻后热处理工艺中安排一次正火和高温回火，以使其获得必要的组织与性能。对于合金元素含量较多、性能要求较高的锻件，尽管还需要进行最终热处理，在锻后热处理中也要安排一次甚至多次重结晶过程，以便改善锻件的组织与性能、为最终热处理准备好必需的组织条件，并提高锻件的超声波探伤性能。

在重结晶中，关键工艺参数是：

(1) 加热速度在≈ 600 ℃以下，钢处于冷硬状态，要限制加热速度、或在适当的温度加 1 〜 2 个等温台阶 , 以努力减少大型锻件中的内外温差和瞬时内应力。在 650 〜 700 ℃ , 要加一个等温台阶 , 以尽量减少锻件在发生加热转变时的内外温差与转变不同时性。这样做可以减少工件中的应力与变形。在 700 ℃以上，尤其是在 ACl 以上，应努力提高大型工件的加热速度，以加大钢在发生加热转变时的过热度，争取获得更好一些的晶粒细化效果。

(2) 加热温度见表。

(3) 过冷温度在可能的情况下，应尽量低一些，以使组织转变更为彻底和获得更细一些的组织。具体数值见下面的典型工艺曲线。