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汽轮机低压转子钢30Cr2Ni4MoV铸态钢坯的锻透性分析
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2015-05-28
研究铸态30Cr2Ni4MoV钢在制坯过程中的锻透性，按照达到某应变值作为锻透条件，并且利用Deform软件模拟大锻件开坯锻造过程，为更好地制定制坯工艺提供理论依据。
大型锻件的锻造过程分为两个阶段，开坯锻造和成形锻造。开坯锻造就是大锻件的制坯过程，这个过程对大锻件质量的影响是非常大的，因此必须要在此过程中将钢锭锻透。
对于锻造过程及锻透机理的描述各不相同。有学者认为镍基高温合金涡轮盘在开坯锻造时的组织演变机理为静态再结晶作用；有的则认为GH4169合金开坯锻造的组织演变是动态再结晶、静态再结晶及亚动态再结晶共同作用的结果，但是以静态再结晶的作用为主；还有的学者认为铸锭已经锻透。
热加工过程中铸态组织的演变就是再结晶机制，但是对于何种情况为锻透并没有统一认识。太原科技大学材料科学与工程学院的研究者们研究铸态30Cr2Ni4MoV钢在制坯过程中的锻透性，按照达到某应变值作为锻透条件，并且利用Deform软件模拟大锻件开坯锻造过程，为更好地制定制坯工艺提供理论依据。
采用铸态30Cr2Ni4MoV钢锭材料作为研究对象，加工出两块尺寸为Φ70mm×100mm的试样，进行缩比试验。将加工好的试样放入KBF1400热处理炉中加热至1250℃，保温20h，使得第二相等杂质完全融入奥氏体基体中，并使材料充分均匀化。然后按照由Deform模拟确定的两镦一拔和两镦两拔两套方案，在1MN液压机上进行缩比试验。
将试样放在40℃过饱和苦味酸溶液中浸蚀，用Zaiss Imager金相显微镜观察试样的各个区域，以便观察材料制坯过程中显微组织的演变。并且按照ASTM晶粒度测量标准，测出平均晶粒截线长度，对晶粒度进行分析。试验研究结果表明：
（1）通过对铸态30Cr2Ni4MoV钢动态再结晶状态图的分析发现，应变值为0.7时，铸态组织发生完全动态再结晶，转化为锻态组织；
（2）通过对Deform模拟分析发现，两镦一拔和两镦两拔各部分区域都已超过应变值，已经锻透。并且对两种工艺的晶粒度分析可知，两种工艺下的晶粒度相差不大，但两镦一拔试样晶粒度级别最小为2.7级，最大为4.5级，而在两镦两拔工艺下晶粒度级别最小为3.5级，最大为4.5级。可见，在已经都锻透的条件下，两镦两拔的晶粒均匀程度比两镦一拔好，说明变形程度越高，应变值越大时，晶粒的均匀程度越好。因此，可以选用两镦两拔作为铸态30Cr2Ni4MoV钢的制坯工艺。
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