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大型鍛件通常通過鍛造一次性鑄造形成的大型鑄錠獲得。鑄造后鑄錠中存在氣孔、縮孔、偏析、非金屬夾雜物等常見鑄造缺陷。隨著鋼錠重量的增加，鋼錠的固有缺陷越來越嚴(yán)重，這與大型鍛件的高質(zhì)量要求相矛盾。這些鑄造缺陷的存在對后續(xù)鍛造工藝有極其不利的影響。它們切斷了基體結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，大大降低了鋼錠在高溫變形過程中的熱變形塑性。

此外，由于大型鍛件的尺寸效應(yīng)和重量效應(yīng)，鋼錠的熱處理過程也非常復(fù)雜。加熱溫度過低、保溫時(shí)間過短不利于合金元素的擴(kuò)散，甚至不能保證熱處理過程中組織的均勻性。加熱溫度過高、保溫時(shí)間過長，容易導(dǎo)致鋼錠晶粒長大、過熱、過燒，甚至導(dǎo)致雜質(zhì)元素沿晶界偏析，為后續(xù)加工中的鍛造開裂埋下隱患。

不僅如此，大型鍛件在加熱過程中對加熱速度也有嚴(yán)格的限制。這是因?yàn)殇撳V在加熱過程中有溫度應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，鋼錠本身也有殘余應(yīng)力，所以在加熱過程中很容易被加熱。由于加熱速度過快導(dǎo)致內(nèi)外應(yīng)力不一致，鋼錠出現(xiàn)內(nèi)部裂紋。然而，緩慢的加熱速度限制了生產(chǎn)效率的提高。因此，大型鍛件的熱處理工藝比中小型鍛件的熱處理工藝?yán)щy得多。

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碳、鉻和鎳對不銹鋼鍛件的作用：

碳在不銹鋼鍛件中的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

一方面，碳與鉻具有很強(qiáng)的親和力，可以與鉻形成一系列復(fù)雜的碳化物。鋼中碳含量越高，形成的碳化鉻越多。不銹鋼鍛造過程中，當(dāng)w（Cr）<10%時(shí)，主要為硬質(zhì)合金（Fe，Cr）3C；在高鉻鋼中，復(fù)合碳化物（Cr，F(xiàn)e）7C3或（Cr，F(xiàn)e）23C6。這樣，固溶體中的鉻含量降低，鋼的耐腐蝕性也降低。鋼中碳含量越高，其耐腐蝕性越低。對于不銹鋼鍛件，耐腐蝕性是主要要求，因此不銹鋼中的碳含量通常很低，大多數(shù)僅為0.10%~0.20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），一般不超過0.4%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

另一方面，不銹鋼鍛件的強(qiáng)度隨著鋼中碳含量的增加而增加。在某些場合，要求不銹鋼鍛件具有高硬度和耐磨性；如不銹鋼滾動(dòng)軸承、彈簧、模具和刀具，需要高硬度和高強(qiáng)度，因此在馬氏體不銹鋼中，為了產(chǎn)生馬氏體相，鋼中的碳含量通常在0.1%和1.0%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間變化。隨著鋼中碳含量的增加，淬火后鋼的硬度增加，耐磨性相應(yīng)提高。同時(shí)，鋼的強(qiáng)度也增加，塑性相應(yīng)降低，耐蝕性降低。因此，有必要相應(yīng)增加鋼中的鉻含量，以生產(chǎn)9Cr18、85Crl7和90Crl8MoV等不銹鋼。

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鍛造鍛件的加熱等工序：模鍛工藝

1.設(shè)備的名稱、型號或功率。

2.鍛模的名稱和圖紙編號。

3.檢驗(yàn)工具的名稱、型號或功能。

4.鍛模預(yù)熱和冷卻控制：鍛模預(yù)熱可采用氣體加熱、熱坯烘烤或電爐加熱，預(yù)熱溫度為150-350℃；鍛模冷卻和潤滑方法及介質(zhì)。

5.初鍛溫度及初鍛溫度控制：當(dāng)各爐連續(xù)加熱超過規(guī)定的加熱時(shí)間，且加熱爐儀表顯示在實(shí)際爐溫規(guī)定的溫度范圍內(nèi)時(shí)，可進(jìn)行預(yù)鍛；可使用預(yù)鍛錘擊次數(shù)；空氣管吹下模腔內(nèi)的氧化皮至少兩次，并隨時(shí)用空氣管吹除或清除預(yù)鍛坯的上氧化皮。

6.終鍛溫度和終鍛溫度控制：當(dāng)預(yù)鍛至終鍛的總時(shí)間控制在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)時(shí)，終鍛溫度滿足規(guī)定要求。

7.當(dāng)預(yù)鍛至終鍛的總時(shí)間超過規(guī)定的時(shí)間范圍，且形狀和尺寸未達(dá)到鍛件毛坯圖時(shí)，允許鍛件返回爐內(nèi)并加熱至規(guī)定溫度，以繼續(xù)終鍛。

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