SF590鋼L側鍛軸生產工藝研究

中國一重鑄鍛鋼事業部水壓機鍛造分廠（黑龍江齊齊哈爾 161042）王興齊

2008年，我公司開始生產SF590鋼種鍛件，檢測需符合CNC-YC1020標準，該標準超聲波檢測嚴格，對于截面尺寸大、法蘭端φ2300mm左右，產品合格率偏低，對公司造成極大經濟損失。針對這種情況，對超聲波無損檢測不合格的鍛件進行全面分析，改進了煉鋼、鍛造及熱處理工藝，提高了該鍛件的合格率，滿足客戶要求。

1.SF590鋼L側鍛軸的技術要求

SF590鋼L側鍛軸化學成分見表1，力學性能指標見表2。

超聲波檢測：鍛件無損檢測方法和驗收標準（包括UT和PT）按CNC-Y0120中各項條款執行。具體要求：表面1.5～50mm（φ1mm）；軸徑向50mm至中心（φ2mm）。

表1 SF590鋼的化學成分（質量分數） （%）

表2 SF590鋼L側鍛軸的力學性能指標

2.生產制造工藝流程

（1）煉鋼 冶煉采用電爐+精煉，選用優質廢鋼和生鐵用氧化法進行冶煉，保證鋼液純凈度。裝料時爐底加料重3%～5%石灰，一次料面上可加1%～2%氧化鐵皮以利去磷。冶煉時要求脫碳量≥0.30%，充分利用氧化期C－O激烈反應沸騰，要求爐內造泡沫渣，促進夾雜物、氣體的上浮并隨流渣排除。采用倒包法熱兌時，采用精煉包直接熱兌，出鋼溫度≥1620℃。結合力學性能要求，化學成分內控見表3。

表3 內控化學成分（質量分數） （%）

（2）鍛造 為保證本體截面尺寸充分鍛透，鍛造此大直徑軸類鍛件，在鍛造工藝上增加一次鐓拔工藝。第一次鐓拔是為保證第二次鐓粗所需坯料尺寸、應力狀態，使鋼錠充分鍛透，完成主變形鍛造任務，第二次鐓拔目的是保證鍛件成形尺寸（見圖1、圖2）。

具體生產方案：下料火次采用掐臺階方式下料，下料尺寸比鍛件尺寸大300～400mm，保證出成品火次鍛件有一定鍛造比，且保證一火次出成品，出成品爐溫從1250℃調整為1200℃。從源頭上防止粗晶，預留最后一火鍛造比，提高超聲波檢測合格率。

圖1 L側鍛軸精加工

圖2 L側鍛軸鍛造出成品

（3）熱處理 考慮到鍛件截面尺寸大，超聲波檢測嚴格，應經多次重結晶使鍛件晶粒細化、組織改善，提高鍛件超聲波檢測性能。本鍛件熱處理曲線如圖3所示。

如表4所示，鍛后增加過冷保溫，鍛后空冷至400～450℃入爐，使心部組織進一步轉變，在低于600℃時，鍛件處于冷硬狀態，要限制加熱速度，在650～700℃加一個等溫臺階，以努力減小鍛件內外溫差和瞬時應力，在700℃以上，應努力提高加熱速度，以加大鋼在發生加熱轉變時的過熱度，爭取獲得更好的晶粒細化效果，最終力學性能合格，超聲波檢測達到技術要求。

表4 L側鍛軸熱處理后力學性能

3.結語

實踐證明，通過調整化學成分，對錳元素進行內控，保證了鍛件強度，提高沖擊韌度。采用兩火次鐓拔鍛造工藝，適當降低鍛造加熱溫度及終鍛溫度，預留出成品火次鍛造比。鍛后增加過冷保溫使心部組織進一步轉變，熱處理時采取一次高溫正火+兩次正火的工藝方法，進一步細化晶粒、均勻化組織，改善探傷性能，最終完全滿足用戶提出的技術協議要求。