消除大型锻件内部混晶的工艺

       目前，国内各厂家生产的大型锻件，主要存在混晶问题。混晶是指金属的组织具有明显的不均匀晶粒尺寸(相差3个晶粒等级以上)，也称为晶粒不均匀性。在实际生产中锻件经过第一热处理后，金相检验常发现异常粗大晶粒。由于存在粗大不均匀晶粒，锻件的屈服强度下降，冲击韧度指标值α也大大降低。而脆性转变温度将升高，这样降低了锻件的寿命。混晶还会在超声波探伤时，引起草状波，使检验无底波，影响锻件内部缺陷的检测，混晶严重时，锻件将报废。如何消除混晶现象，是生产中亟待解决的问题。

       所谓控制锻造，就是试图在锻件的锻造过程中通过控制其各种热及热力学参数，制定出最佳的加热、变形和冷却规范，以达到均化、细化晶粒的目的。

       控制锻造技术，由于在最后一火压下变形的过程中，锻件内部的变形程度难以达到产生动态再结晶的临界变形量要求，所以大型锻件的控制锻造，一般只能利用静态再结晶来控制晶粒度。具体工艺方案有3个：

       1. 高温停锻

       可以得到粗大但较均匀的晶粒，然后通过后续正火处理工艺，使之均化、细化。控制锻造在最后一火中进行，温度范围为1000-1100℃之间，转子各部分不大于20%变形量。根据在1000 ℃扭后保温不同时间的试验结果，在此温度区间停锻后，利用静态再结晶快速形核、长大的特点，可以得到粗大但比较均匀的晶粒，这样通过后续几次正火的热处理工艺可使之均化、细化。

       2. 低温停锻

       可得到较细且均匀的晶粒，为后续热处理工艺打下良好的基础。控制锻造在最后一火中进行，温度范围为850～950℃之间，且应保证转子各部分在950 ℃以下时，都有定的变形量，变形量小于10%。利用这种钢在950℃变形后，静态再结晶形核及长大缓慢且较均匀的特性，得到较细且均匀的晶粒。

       3. 大锻件形变热处理

       控制锻造在800～900℃之间进行。在此温度范围内，形变能促使奥氏体自发再结晶快速形核以及随后发生静态再结晶。利用此特点，可以得到较细且较均匀的晶粒。该工艺称为大锻件形变热处理，先将锻件在炉中匀温，然后过冷到相变点以下，再加热到900℃，匀温后锻至尺寸要求，最后一火次转子各部分应有一定的变形量，一般控制在10%以下。该工艺只须利用最后精整时的一些微变形量，即可达到控制锻造的目的，有极其广阔的应用前景。

       经研究动态与静态再结晶的规律；通过形变与未形变的对比试验，发现了该钢种形变与奥氏体自发再结晶之间的特殊关系；根据模拟试验结果，提出了高温停锻、低温停锻、大锻件形变热处理3种工艺方案，为实现锻件的控制锻造提供了重要依据。