唐山锻件偏析是钢液选分结晶和钢锭凝固过程的必然结果,钢锭越大,偏析及缩孔等缺陷越严重。中国一重在用平均C含量为0.62%的459t钢锭研制支承辊时,曾在靠近冒口端的辊身部位发生断裂。经对断裂部位宏观形貌分析,发现二次缩孔严重,冒口下部的C含量竟高达1.16%,接近标准值的2倍。唐山锻件为了解决这一难题,发明了钢锭二次补浇技术,使冒口下部的C含量降至0.8%左右,成功制造出5m、5.5m支承辊用超大型钢锭。
唐山锻件碳钢和低合金钢:锻造含有薄的截面的锻件或氧化皮清除较困难时,优先选用锤、 螺旋压力机或曲柄压力机,否则可任选。不锈钢:含有薄截面的锻件,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机,否则可任选。钽合金:高温锻造时,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机。钛合金:含有薄截面的锻件,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机,否则可任选。唐山锻件钨合金:高温锻造时,优先选用锤、螺旋压力机或曲柄压力机。锆合金:当毛坯有包套时,优先选用水压机(高于760℃);锻造温度低于 760℃的,可任选。
唐山锻件5CrMnMo中加入Cr、Mn、Mo元素主要是提高钢的淬透性,尤其是共同作用时,淬透性提高极大。Cr、Mn、Mo元素可固溶于铁素体中起固溶强化作用,又可固溶于Fe3C中形成(Fe、Cr、Mo)3C,改善其硬度,提高钢的耐磨性。Cr、Mn、Mo元素共同作用显著提高钢的回火稳定性。唐山锻件Mo元素可减少回火脆性和细化晶粒。由于Ni元素显著提高钢的淬透性、韧性与耐热疲劳性能,所以5CrMnMo钢与5CrNiMo钢相比,虽然强度不降低,但常温及较高温度下的韧性和塑性却降低很多,且淬透性和耐热疲劳性能也稍低。 另外,5CrMnMo钢中加入Mn、Mo元素,钢的过热敏感性稍大。此外,钢中存在Cr元素使钢产生一定的抗氧化性与耐蚀性。
H13钢是使用最广泛和最具代表性的热作模具钢种,它的主要特性是:(1)唐山锻件具有高的淬透性和高的韧性;(2)唐山锻件优良的抗热裂能力,在工作场合可予以水冷;(3)具有中等耐磨损能力,还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度,但要略为降低抗热裂能力;(4)因其含碳量较低,回火中二次硬化能力较差;(5)在较高温度下具有抗软化能力,但使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃);(6)热处理的变形小;(7)中等和高的切削加工性;(8)中等抗脱碳能力。更为令人注意的是,它还可用于制作航空工业上的重要构件。