锻造用钢锭和型材

第四部分锻造用钢锭及铸锭技术一、 大型钢锭的组织结构及类型1．大型钢锭的组织结构z 激冷层：锭身表面的细小等轴晶区。

厚度仅6~8mm ；因过冷度较大，凝固速 度快，无偏析；有夹渣、气孔等缺陷。

z 柱状晶区：位于激冷层内侧；由径向呈细长的柱状晶粒组成；由于树枝状 晶沿温度梯度最大的方向生长，该方向恰为径向，因此形成了柱状晶区；其凝固速度较快，偏析较轻，夹杂物较少；厚度约50~120mm 。

z 分枝树枝晶区：从柱状晶区向内生长；主轴方向偏离柱状晶，倾斜，并出现 二次以上分枝；温差较小，固液两相区大，合金元素及杂质浓度较大。

z A 偏析区：枝状晶间存在残液，比锭内未凝固的钢液密度小，向上流动，形成A 偏析；在偏析区合金元素和杂质富集，存在较多的硫化物，易产生偏析裂纹。

z 等轴晶区：位于中心部位；温差很小，同时结晶，成等轴晶区。

钢液粘稠， 固相彼此搭桥，残液下流形成V 偏析，疏松增多。

z 沉积锥区：位于等轴晶区的底端；由顶面下落的结晶雨、熔断的枝状晶形成的自由晶组成，显示负偏析；等轴的自由晶上附着大量夹杂物，其组织疏松，且夹杂浓度很大；应切除。

z 冒口区：最后凝固的顶部；因钢液的选择性结晶，使后凝固的部分含有大量的低熔点物质，最后富集于上部中心区，其磷、硫类夹杂物多；若冒口保温不良，顶部先凝固，因无法补缩形成缩孔；质量最差，应予切除。

2． 大型钢锭的类型z 普通钢锭高径比：=+dD H 2 1.8~2.5；通常，10吨以下的钢锭：2.1~2.3，10吨以上的钢锭：1.5~2；锥度：=%100-D Hd 3~4% ； 横断面为8棱角形。

大钢锭为16，24，32棱角。

z 短粗型钢锭高径比： 0.5~2；锥度： 8~12%。

高宽比减小，锥度加大有利于钢锭实现自下而上顺序凝固，易于钢水补缩，中心较密实；有利于夹杂上浮，气体外溢，减少偏析；锭身较短，钢水压力小，侧表面不易产生裂纹；锥度大，易脱模；可增加拔长锻比。

《锻造工艺及模具技术》复习重点绪论一、锻造加工金属零件的优势1. 锻造的定义锻造——借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属零件的方法2. 特点：生产率高，锻件形状尺寸稳定、加工余量少，能消除内部缺陷和提高综合力学性能。

3. 优势：锻件韧性高、金属纤维组织合理、性能与内在质量稳定。

二、锻造方法分类、作用、应用范围分类：自由锻、模锻、特种锻。

作用：提高生产率，降低成本，提高质量。

应用范围：汽车、飞机、重机等有质量与特殊性能要求的零件。

第一章锻造用材料锻造用材料：主要有碳素钢、合金钢、有色金属及其合金按加工状态分：钢锭（大型锻件），轧材、挤压棒材和锻坯（中小型锻件）1.1 锻造用钢锭与型材钢锭主要缺陷：偏析——成分与杂质分布不均匀现象夹杂——不溶于金属机体的非金属化合物（非金属夹杂物）气体——残留在钢锭内部或表皮下形成的气泡缩孔和疏松——钢液冷凝收缩形成的收缩空洞、晶间空隙和气体析出的孔隙溅疤——浇注时钢液冲击模底飞溅并附着在模壁上的溅珠，与钢锭不能凝固成一体形成的疤痕锻造工艺在很大程度上可以消除上述缺陷，提高其综合力学性能型材主要缺陷：表面缺陷——划痕、折叠、发状裂纹、结疤、粗晶环等内部缺陷——碳化物偏析、非金属夹杂、白点等上述表面缺陷应在锻前去除，内部缺陷则应避免。

第二章锻前加热2.1 锻前加热的目的及方法目的：提高金属塑性，降低变形抗力，增加可锻性，使金属易于流动成型，使锻件获得良好的锻后组织与力学性能。

方法：1. 燃料（火焰）加热利用固体（煤、焦炭）、液体（重油、柴油）或气体（煤气、天然气）等燃料燃烧产生的热能加热。

燃料在燃烧炉内通过高温炉汽对流（650゜C ）、炉围辐射（650～1000゜C ）、炉底传导（1000゜C 以上）等方式使金属锻坯获得热量而被加热。

2. 电加热将电能转换成热能对锻坯加热。

加热方式：1）电阻加热（1）电阻炉：利用电流通过电热体产生热量加热（P14图2-1）（2）接触电加热：坯料接入电路利用自身电阻产生热量加热（P15图2-2）（3）盐浴炉加热：通过盐液导电产生热量加热（P15图2-3）2）感应加热感应器通入交变电流产生交变磁场，置于感应器中的锻坯内产生交变电势并形成交变涡流，进而通过锻坯的电阻产生的涡流发热和磁滞损失发热加热锻坯。

1.钢锭内部组织结构怎样？2.大型钢锭与型材有哪些内部缺陷？这些缺陷是如何形成的？如何防止？3.常用的下料方法有哪些？各自的适用范围及其优缺点？4.为什么轴向加压剪切法能提高下料质量？常用于那些情况下？5.金属的锻前加热方法有哪几种？有色金属为什么一般用电炉加热？6.金属锻前加热的主要缺陷有哪几种？他们产生的原因是什么？有哪些防止措施？7.金属锻造温度范围如何确定？8.锻造加热规范包括哪些内容？为什么要采用多段加热规范？中小钢坯的加热规范如何制定？9.少无氧化加热有那些方法？各有什么特点？10.锻件冷却时常见缺陷有哪些？（裂纹、网状碳化物、白点）11.根据锻件在锻后的冷却速度，冷却方法有哪几种？（空冷、坑（箱）冷、炉冷）12.自由锻造工序如何分类？各工步变形有何特点？13.“锻造比”有什么实用意义？鐓粗、拔长时表达锻造比的形式有差别吗？14.平砧鐓粗时，坯料的变形与应力分布有何特点？不同高径比的坯料镦粗结果有何不同？15.平砧拔长时，坯料容易产生哪些缺陷？是什么原因造成的？16.实心冲子冲孔时，如何控制坯料“走样”？17.芯轴拔长与芯轴扩孔变形有何不同？18.如何提高拔长效率？19.为何锻造质量优于铸件和焊接件？20.自由锻工艺规程包括哪些内容？如何填写工艺卡片？21.“纤维组织”是如何形成的？它对锻件性能有什么影响？22.改善大锻件内部质量有哪些措施？23.电加热方式有何特点？可分为哪几类？————————————————————以下为锤上模锻部分——————24.锻件公差为何不是对称分布的？25.锻件为何要设高度公差？与厚度公差有何区别？26.锻件内圆角半径和外圆角半径大小对锻件成形和锻模有何影响？27.锻件为什么要设置模锻斜度？内模锻斜度要比外模锻斜度要大？28.为何说锤上模锻时上模型槽比下模型槽易充填饱满？29.何谓计算毛坯图？修正计算毛坯截面图和计算毛坯直径图的依据是什么？30.除考虑收缩率外，热锻件图与冷锻件图完全一致吗？31.锻模设计时为何要考虑承击面？32.确定锻件制坯工步主要考虑哪些因素？如何确定？33.锻模设计时，终锻型槽和预锻型槽应如何布排？34.当有多个型槽时，型槽如何布置？布排不当会造成什么后果？35.锻模的破坏形式有哪几种？破坏的原因是什么？36.滚挤型槽轮廓根据什么来确定？在设计滚挤型槽时为何要区分滚挤坯料的状态？37.模锻工字形截面的锻件时，易出现何种缺陷？如何消除？38.开式模锻与闭式模锻的应力应变状态一样吗？39.何谓镦粗变形？何谓压入变形？两者有何区别？40.锤上模锻件常见的缺陷有哪些？如何消除这些缺陷？41.锤用镶块模有何要求？42.所有模锻件都需要设置预锻型槽吗？43.锤上模锻锻模常设锁扣，而不用导柱导套是和原因？44.锻造结构件时，肋间距大小对肋高和肋宽度尺寸有何影响？——————————————————以下为热模锻压力机上模锻————————45.曲柄压力机和模锻锤比较各有什么特点？应用范围有何不同？46.曲柄压力机上模锻时，主要工艺特点是什么？适用于那些情况和零件?47.曲柄压力机上模锻和锤上模锻时，在分模位置、余量、公差和模锻斜度上的选择有哪些不同？为什么？48.曲柄压力机上模锻轴类零件时，怎样制定工步图？49.曲柄压力机在什么情况下易发生“闷车”？50.H形锻件采用开式模锻时，如何使打击力最小，成形高度达到要求，且能最省料？51.曲柄压力机上模锻深腔件时，为何模具上要开排气孔？52.为何曲柄压力机上模锻模具多采用模座加镶块式结构？————————————————以下为平锻机模锻部分——————53.试述平锻工艺的特点和应用范围。

Q江苏今创车辆有限公司企业标准Q/KCJ 003——2010自由锻锻件验收条件Acceptance specification of the open die forgings2010-10-28发布 2011-01-01实施江苏今创车辆有限公司发布前言本标准由江苏金创车辆有限公司质量检查部提出。

本标准由江苏金创车辆有限公司技术开发部归口。

本标准由江苏金创车辆有限公司技术开发部负责起草。

本标准主要起草人：陈宝尔、蔡国平自由锻件验收条件1 范围本标准适用于自由锻锻件。

本标准适用于普通碳素钢、优质碳素钢和合金结构钢在锤上自由锻造的一般用途的锻件（包括胎模锻件）。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。

然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

JB 4385-1987 锤上自由锻件通用技术条件GB/T ～锤上钢质自由锻件机械加工余量与公差ISO 2604/1 承压钢材—技术条件DIN 7521 钢锻件交货技术条件JIS G 3201 碳素钢锻件JIS G 0306 钢锻件检验通则GB 228 金属拉力试验法GB 229 金属材料夏比（U型缺口）冲击试验方法GB 231 金属布氏硬度试验法JB/Z 工艺管理导则工艺方案设计3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准自由锻 open die forging用简单的通用工具，或在锻造设备的上、下砧间直接使坯料变形而获得所需要的几何形状及内部品质的锻造方法。

胎模锻 loose tooling forging在自由锻设备上使用可移动模具生产模锻件的一种锻造方法。

镦粗 upsetting使坯料高度减少，横断面积增大的锻造工序。

拔长 drawing out使坯料横断面积减少，长度增加的锻造工序。

一.钢锭内部组织结构怎样钢锭内部组织结构，取决于浇筑时钢液在锭模内的结晶条件，即结晶热力学和动力学条件。

钢锭表层为细小的等轴结晶区，向里为柱状结晶区，再往里为倾斜树枝状结晶区，心部为粗大等轴结晶区。

由于选择结晶的缘故，心部上端聚集着轻质夹杂物和气体，并形成巨大的收缩孔，其周围还有严重疏松。

心部底端为沉积区，含有密度较大的夹杂物或合金元素。

二.大型钢锭与型材有哪些内部缺陷？如何防止？钢锭：1.偏析：通过反复镦-拔变形工艺才能使其化学成分趋于均匀化2.夹杂：3.气体：4.疏松和缩孔：锻造时将缩孔和冒口一并切除，要求大变形，以便锻透钢锭将疏松消除型材：1.碳化物偏析：采用反复镦-拔工艺，彻底打碎碳化物，使之均匀分布，并为其后的热处理做好组织准备。

2.白点：提高钢的冶炼质量，尽可能降低氢的含量；其次在热加工后采用缓慢冷却却的方法，让氢充分逸出并尽可能减小各种内应力。

3.非金属夹杂流线三.常用的下料方法有哪些？各自的适用范围及其优缺点？1剪切法：在专用剪床上进行，也可以借助模具在一般曲柄压力机，液压机和锻锤上进行。

优点；生产率高，操作简单，切口无金属损耗缺点：坯料局部被压扁，坯料断面不平整，剪切面常有毛刺和裂纹2.冷折法：适用于硬度较高的碳钢和高合金钢优点：生产率高，端口金属损耗小，所用工具简单。

3.锯切法：适用于锯切直径在350mm以内的棒料优点：下料长度准确，钜割端面平整。

缺点：生产率较低，锯口损耗较大。

4.砂轮片切割法：适用于切割小截面棒料，管料以及异形截面材料。

高温合金，钛合金等。

优点：设备简单，操作方便，下料长度准确，切割效率不收材料硬度限制缺点：砂轮片消耗量大，容易崩碎，切割噪音大。

5.气割法：适用于厚板材料进行曲线切割优点：设备简单，便于野外作业，可切割各种截面材料缺点：切割面不平整，精度差，断口金属损耗大，生产效率低。

四.为什么轴向加压法能提高下料质量？常用于那些情况下？由于轴向加压提高了静水压力，改善了材料的塑性，抑制了上下裂纹的错移，从而使上下裂纹可以重合或上下裂纹错移量减小，最终获得平整光洁的剪切断面。

锻造基础1 锻造是一种借助工具或模具在冲击或压力作用下加工金属机械零件可零件毛坯的方法。

与其它加工方法相比，锻造加工生产率最高；锻造的形状、尺寸稳定性好，并有最佳的综合力学性能。

按使用工具和生产工艺的不同自由锻：一般是指借助简单工具，如锤、砧、摔子、冲子、垫铁等对铸锭或棒材进行镦粗、拔长、扩孔等方式生产毛坯。

锻造模锻：是指将坯料放入上下模块的型槽间，借助锻锤锤头、压力机滑块或液压机活动横梁向下的冲击或压力成形为锻件。

特种锻造：有些零件采用专用设备可以大幅度提高生产率，锻件的各种要求（如尺寸、形状、性能等）也可以得到很好的保证。

2材料准备：A 选择材料 B 按锻件大小切成一定长度的毛坯2.1 材料：钢锭和型材1）钢锭钢锭内部组织钢锭表层为细小等轴结晶区（亦称激冷区），向里为柱状结晶区，再往里为倾斜树枝状结晶区，心部为粗大等轴结晶区。

2）大型钢锭的主要缺陷：偏析、夹杂、气体、气泡、缩孔、疏松、裂纹和溅疤等。

3）型材：铸锭经过轧制、挤压或锻造加工后的坯料常见缺陷：划痕（划伤）、折叠、发裂（铸锭皮下气泡破裂）、结疤（溅疤轧制成薄膜而附于轧材表面）、碳化物偏析、白点、非金属夹杂流线、粗晶环2.2下料方法:剪切法、冷折法、锯切法、砂轮切割法、气割法和车削法等。

3 加热3.1加热目的提高金属塑性，降低变形抗力，即增加金属的可锻性，从而使金属易于流动成形，并使锻件获得良好的组织和力学性能。

3.2加热方法:按采用的热源不同分为燃料加热和电加热两大类。

1）燃料（火焰）加热：利用固体（煤、焦炭等）、液体（重油、柴油等）或气体（煤气、天然气等）燃料燃烧时所产生的热能对坯料进行加热。

燃料在燃料炉内燃烧产生高温炉气（火焰），通过炉气对流、炉围（炉墙和炉顶）辐射和炉底热传导等方式，使金属坯料得到热量而被加热。

在低温（650℃以下）炉中，金属加热主要依靠对流传热，在中温（650--1000℃）和高温（1000℃以上）炉中，金属加热则以辐射方式为主。

锻件常用材料锻件是一种常见的金属加工工艺，用于制造各种机械零部件和工具。

在进行锻件加工时，所选用的材料对于最终产品的质量和性能起着至关重要的作用。

下面将介绍一些常用的锻件材料。

1. 碳素钢碳素钢是最常见的锻件材料之一，它具有良好的可锻性和机械性能。

碳素钢的碳含量在0.06%到1.5%之间，可以根据需要选择不同含碳量的材料。

碳素钢的强度较高，适用于制造各种零部件，如轴承、齿轮、螺栓等。

2. 合金钢合金钢是通过在碳素钢中添加合金元素来改善其性能的一种材料。

常见的合金元素有铬、镍、钼等。

合金钢具有较高的强度和耐磨性，适用于制造高强度和耐磨的零部件，如汽车发动机曲轴、锤头等。

3. 不锈钢不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的钢材，它含有一定的铬元素，在空气中形成一层致密的氧化铬膜，防止钢材被腐蚀。

不锈钢具有良好的耐热性和耐蚀性，适用于制造化工设备、食品加工设备等。

4. 铝合金铝合金具有良好的可锻性和强度，重量轻，热膨胀系数小，导热性能好。

铝合金适用于制造飞机、汽车等需要轻量化的零部件。

5. 钛合金钛合金具有较高的强度和耐热性，重量轻，耐腐蚀性能好。

钛合金适用于制造航空航天器、船舶等高强度和耐腐蚀的零部件。

6. 镍基高温合金镍基高温合金具有良好的高温强度和耐腐蚀性能，适用于制造航空发动机、燃气轮机等高温工作的零部件。

7. 铜合金铜合金具有良好的导热性和导电性，适用于制造电子器件、导线等。

锻件材料的选择应根据具体的使用要求和工艺要求进行，确保最终产品具有良好的机械性能和耐用性。

不同材料的锻造工艺也有所差异，需要根据材料的特点进行相应的工艺设计和控制。

通过合理选择和使用锻件材料，可以提高产品的质量和性能，满足不同行业的需求。

锻造标准国标锻造标准是指在标准化领域内，对于锻造行业的产品、技术、方法、工艺等规范的统称，它是整个行业生产和技术研发所必须遵循的标准。

本文将围绕着国内常用的锻造标准进行介绍，并对其中一些重要的标准进行详细阐述。

1、《钢锭锻造规程》(GB/T6394-2017)该标准规定了钢锭锻造工艺，包括压钢锭、拉钢锭、热轧、上料等方面的内容。

钢锭锻造是钢材生产的重要环节，其质量影响着钢材的性能，因此该标准是钢材生产中非常重要的一个标准。

2、《轴类锻件技术条件》(JB/T 6406-2006)该标准是轴类锻件生产过程中必须遵循的标准。

该标准提出了轴类锻件的工艺要求、化学成分、检验方法、外观质量等各方面的具体规定，为轴类锻件的生产提供了有力的支撑。

该标准是对于锻件的机械性能试验所必不可少的一个标准。

它规定了锻件的拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等各个方面的试验方法和技术要求，确保了锻件的质量和性能。

4、《铝合金锻件机械性能试验方法》(GB/T 1452-2005)该标准是针对铝合金锻件机械性能试验的一个标准，主要包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等内容。

铝合金锻件在航空、航天、汽车等领域有着广泛的应用，因此该标准也具有非常重要的实际意义。

该标准规定了锻件的检验原则及方法，包括外观质量、尺寸精度、化学成分、机械性能、金相组织等各个方面的检验要求。

对于确保锻件的质量和性能，该标准具有非常重要的作用。

7、《机床用小齿轮》(GB/T 7823-2008)该标准是针对机床用小齿轮的生产和质量控制而制定的标准，主要包括小齿轮的几何精度、轮齿硬度、重量和力学性能等方面的内容。

机床用小齿轮是机械制造行业中的重要组成部分，因此该标准也具有相当高的实际意义。

总之，上述锻造标准是锻造行业中非常重要的一些标准，它们为锻造行业的生产、技术、研发提供了具体的指导和支持，为提高锻造产品质量、优化锻造生产流程、促进锻造技术创新等方面提供了强有力的支撑作用。

锻材标准国标锻材是制造机器、车辆、船舶、军工器材等重要金属材料之一。

为了保证锻材的质量和安全性能，我国制定了锻材相关的国家标准，即《锻件用钢锭》（GB/T 699-2015）、《锻件用低合金结构钢》（GB/T 3077-2015）、《锻件用高合金结构钢》（GB/T 5216-2014）等。

首先，GB/T 699-2015《锻件用钢锭》规定了锻件用的普通碳素结构钢、合金结构钢和特殊用途结构钢的技术要求。

包括了钢锭的化学成分、机械性能、硬度、冲击韧性、磁性、细晶化度、表面质量等方面的要求。

关于钢锭的质量检验，国家标准规定了从外观、化学成分、机械性能、硬度、冲击韧性、磁性、细晶化度、表面质量等方面进行检验。

其次，GB/T 3077-2015《锻件用低合金结构钢》规定了锻件用的低合金结构钢的技术要求。

包括了化学成分、机械性能、硬度、冲击韧性、热处理、细晶化度、表面质量等方面的要求。

国家标准还规定了锻件用低合金结构钢的质量检验，包括了钢锭的外观检验、化学成分检验、热处理检验、机械性能检验、硬度检验、冲击韧性检验、细晶化度检验、表面质量检验等。

最后，GB/T 5216-2014《锻件用高合金结构钢》规定了锻件用的高合金结构钢的技术要求。

包括了化学成分、机械性能、硬度、冲击韧性、热处理、细晶化度、表面质量等方面的要求。

国家标准还规定了锻件用高合金结构钢的质量检验，包括了钢锭的外观检验、化学成分检验、热处理检验、机械性能检验、硬度检验、冲击韧性检验、细晶化度检验、表面质量检验等。

总之，锻材是重要的金属材料之一，国家标准的制定对于保证锻材的质量和安全性能具有重要意义。

只有加强对锻材的质量监管和质量检验，才能在生产过程中确保锻件的质量稳定和可靠性，保障国家安全和人民生命财产安全。

锻造用钢锭和锻圆通用技术要求锻造用钢锭和锻圆通用技术条件1 适用范围本标准适用于锻造用钢锭和锻圆的通用外采及验收，如有特殊产品另行规定。

钢锭与锻圆的区别：钢锭：订货时按照一一对应的工作令、图号按件数进行采购或根据批量常规产品相关技术要求采购的钢锭，具有固定的相关钢锭参数；锻圆：订货时不按照图号要求，而是按批次、按重量采购，形状均为轴类，截面规格有要求，长度方向尺寸范围较宽。

2 规范性引用文件GB/T1979-2001 结构钢低倍组织缺陷评级图GB/T10561-2005 钢中非金属夹杂物含量的测定－标准评级图显微检验法SEP1584的第2版发蓝断口检测法检验钢中宏观非金属夹杂物GB/T222-2006 钢的成品化学成分允许偏差JB/T5000.15-1998 重型机械通用技术条件锻钢件无损探伤JB/T1266-2002 25MW～200MW汽轮机转盘及叶轮锻件技术要求3 技术要求3.1 材料化学成分应符合钢锭和锻圆成分表1规定。

3.2 材料用钢锭冶炼方法：采用电炉+精炼真空脱气进行冶炼。

有要求时，可用电渣重熔钢锭、真空碳脱氧或按专用技术协议。

3.3 化学成份允许偏差按GB/T222标准规定。

34CrMo、34CrNi3Mo、34CrMo1A化学成分允许偏差按JB/T1266-2002执行。

[H]、[O]、[N]成品检测值不允许超出要求值上限的10%。

3.4 锻造比的要求：锻圆锻造比≥3；3.5 锻圆直径方向允许偏差0~10mm，长度方向允许偏差0~40mm。

3.6 锻圆超声波探伤检验，结果均应符合JB/T5000.15-1998中Ⅲ级要求。

钢锭要保证锻件探伤合格，标准符合JB/T5000.15-1998的Ⅲ级。

3.7 钢锭锭身比例要确保大于等于82％。

3.8 表面质量钢锭和锻圆表面不得有肉眼可见的重皮、裂纹、折叠、结疤、夹层、锻伤、夹渣等有害缺陷。

如有上述缺陷必须清除，其清除深度不得超过尺寸下偏差的要求。