鍛造用鋼材就其截面形狀講,使用最多的是圓鋼,其次為方鋼;就其生產方法講,使用最多的是軋材,其次為鍛材。鍛造用鋼基本上是添加微量的釩,鈳和(或)鈦的碳-錳鋼。微量合金的加入形成對鋼最終性能有強烈影響的碳化物或碳氮化物。
鍛造用鋼是指可以通過鍛造成型的毛坯或零件用鋼。高硫、高銅含量或純凈度過低的結構鋼熱鍛工藝性能差。連續(xù)性遭到破壞的易切削化回硫鋼因塑性差,高碳、高合金鋼因變形抗力大,不適用于冷鍛或溫鍛。鍛造用鋼的研究除分析變形能力和變形抗力等工藝性能外,更要滿足鍛件的性能和成本要求。隨著零件高強韌化、輕量化的發(fā)展趨勢,鍛造行業(yè)追求高材料利用率、高精度、高效率、低能耗、低成本等目標。鍛造用鋼的發(fā)展,離不開評價和應用技術的開發(fā)。熱鍛用鋼的易切削化、非調質化,冷鍛用鋼的簡化熱處理是降低零件工藝成本、提高生產效率和節(jié)能降耗的主要材料技術;微合金化是改善零件強韌性和工藝性能,獲得高性能、低成本鍛件的有效手段。
檢測項目:成分檢測、質量檢測、硬度檢測、耐蝕性檢測、耐候性檢測、耐溫性檢測、尺寸穩(wěn)定性檢測、抗拉強度檢測、抗壓強度檢測、延伸率檢測、理化性質檢測、金相分析、力學性能檢測、拉拔試驗、淬透性檢測等。
鍛造用鋼料有兩種:(1)鋼錠,將熔化的鋼液澆入鋼錠模內,待冷卻凝固后便從鋼錠模內取出的稱為鋼錠,鋼錠由冒口、中部、底部三部分組成,由于組織粗糙,缺陷較多,它僅適合自由鍛造各種大型鍛件之用,且只取用中間部分,冒口和底部應予切除。(2)鋼材(鋼坯),是鋼錠經(jīng)過軋制或鍛造而成的坯料,沿著軋制或鍛造方向形成明顯的流線,鋼材的缺陷比鋼錠少,可鍛性顯著提高,因此適合于各種模鍛生產。鋼材應用最廣的是熱軋圓鋼或方鋼,也有少數(shù)精密模鍛件(小型的)采用冷拉棒材。
鋼錠
將煉成的鋼水澆注到鑄鐵制成的鋼錠模內,凝固后形成的錠子稱為鋼錠。鋼錠經(jīng)軋制或鍛壓成為鋼材后方能使用,所以鋼錠是半成品。根據(jù)澆注方法的不同有上注鋼錠和下注鋼錠之分。上注法一次澆注一根鋼錠,下注法可以同時澆注許多根鋼錠。下注錠的表面質量優(yōu)于上注錠。根據(jù)脫氧程度的不同又有沸騰鋼鋼錠、半鎮(zhèn)靜鋼鋼錠和鎮(zhèn)靜鋼鋼錠三種,此外還有外沸內鎮(zhèn)鋼錠。沸騰鋼是脫氧不完全的鋼,鎮(zhèn)靜鋼是脫氧完全的鋼,半鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度介乎前兩者之間,接近于鎮(zhèn)靜鋼。鋼錠的質量有表面質量和內部質量之分。表面質量以鋼錠表面是否有結疤和裂紋及表皮的純凈度和致密度來衡量。內部質量則以鋼錠內部的純凈度、致密度、低倍非金屬夾雜物數(shù)量和宏觀偏析的程度來衡量。沸騰鋼的表面質量好,但由于錠心偏析大,內部質量不如鎮(zhèn)靜鋼。
鋼坯
鋼坯是鋼錠經(jīng)初軋或開坯得到的半成品,是各類鋼材軋機的原料。鋼坯斷面有方、圓、扁、矩形和異形等數(shù)種,主要與軋制產品形狀有關。軋制簡單斷面鋼材時,選用與成品斷面相近的方鋼坯或矩形鋼坯。軋制扁鋼、角鋼等扁形產品時,選用矩形坯或扁坯。生產工字鋼、槽鋼時最好用異形鋼坯,以利軋制過程的進行和提高成材率。圓形坯是生產無縫管的原料。鋼坯的生產方法見鋼坯生產。
鋼坯斷面尺寸應滿足軋制變形量和成品質量的要求,還要考慮軋輥強度和咬入條件的限制。一般鋼坯斷面高度H與軋輥輥徑D之比(即H/D)應小于或等于0.5。鋼坯長度受終軋溫度、軋制時間和產品的定尺或倍尺的限制。加熱時鋼坯過長容易產生撞爐墻事故,過短則爐底利用率不高,影響加熱爐產量。為生產各種鋼材而選用鋼坯時,應盡量考慮鋼坯的共用性,以提高開坯機的生產力,簡化車間的坯料管理。