大型船用锻件及锻后热处理的基本要求涉及材料性能、工艺控制及行业标准,需确保锻件的力学性能、内部组织均匀性和残余应力消除。以下是关键要点:
1. 锻件锻后热处理目的
消除锻造应力:防止后续加工或使用中变形开裂。
细化晶粒:改善锻造形成的粗大或不均匀组织。
调整硬度:便于机械加工。
为最终热处理做准备:如调质(淬火+回火)前的组织均匀化。
2. 基本工艺要求
(1) 工艺类型选择
退火:适用于碳钢或低合金钢,消除应力、均匀组织。
正火:细化晶粒,提高强度(如船用轴类、舵杆)。
回火:高合金钢或淬透性材料需及时回火防裂纹。
等温退火:高合金钢(如Cr-Mo钢)避免白点缺陷。
(2) 温度控制
加热温度:根据材料成分(如碳钢一般850~900℃正火,合金钢可能更高)。
保温时间:按截面厚度计算(通常1.5~2.5分钟/mm),确保心部透热。
冷却速率:正火需空冷,高合金钢需控制冷却以防裂纹。
(3) 设备要求
大型台车式电阻炉或燃气炉,温度均匀性≤±10℃。
需配备热电偶和记录仪,符合AMS2750等标准。
3. 船用锻件特殊要求
材料标准:满足船级社规范(如DNV GL、LR、ABS、CCS)。
例如:碳钢(CCS《钢质海船入级规范》)、合金钢(如34CrMo4需按IACS UR W7)。
力学性能:拉伸、冲击(-20℃或-40℃低温韧性)、硬度等需达标。
缺陷控制:超声波检测(UT)按ISO 10893-10,无白点、裂纹等缺陷。
4. 关键控制点
氢脆预防:锻后及时热处理(尤其大截面),防止氢致延迟裂纹。
冷却速率:大锻件需炉冷或坑冷,避免内外温差过大。
记录可追溯:全程工艺参数(温度、时间、冷却曲线)存档备查。
5. 典型工艺示例(船用曲轴锻件,34CrNiMo钢)
锻后正火:900℃×4h,空冷。
高温回火:650℃×6h,炉冷至300℃出炉。
最终性能:抗拉强度≥800MPa,-20℃冲击功≥40J。
6. 参考标准
国际:ISO 4885(热处理工艺)、IACS UR W22(锻件检验)。
国内:GB/T 12361-2016(大型锻件通用技术条件)、CCS规范。
行业:各船级社对特定部件(如舵系、推进轴)的附加要求。
通过严格的热处理工艺控制,可确保船用锻件满足高强度、耐腐蚀和抗疲劳等苛刻工况需求。实际生产中需结合材料成分、尺寸及船级社认证要求调整参数。