常州27SiMn合金结构钢大型锻件的传统制造方式是采用大型钢锭开坯、自由锻造成形。但随着重大装备的不断发展，对大型锻件的要求越来越高，不仅规格和截面越来越大，而且内在质量也不断提高，传统的制造方式已经难以满足要求。为了适应高端装备的需求，实现大型锻件形质兼备的目标，急需对制造方式进行变革。为此，以传统钢锭制造技术提升和新型增材制坯技术开发为代表的均质化制坯、一体化制造及模锻化成形等制造方式应运而生。常州27SiMn合金结构钢大型锻件是电力、冶金、石化、造船、矿山、航空航天、军工等装备（图1）的基础部件，其经济带动性强，涵盖面广，是装备制造业产业链上不可缺少的重要一环。大型锻件传统的制造方式是自由锻造成形，“肥头大耳”和“傻大黑粗”曾经是大型锻件的代名词。

常州27SiMn合金结构钢由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散，因而在同样温度下和碳素钢相比，一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用，从而提高钢的回火稳定性,即提高钢的抗回火软化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比较显著，Al、Mn、Ni的作用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的钢，在500～600℃回火时，析出细小弥散的特殊碳化物质点如V4C3、Mo2C、W2C等，代替部分较粗大的合金渗碳体，使钢的强度不再下降反而升高,即出现二次硬化。常州27SiMn合金结构钢Mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的作用。

大型锻件因其尺寸大，工序多，周期长，工艺历程中不匀称，不稳定成分多，以是每每造成构造性能紧张不匀称，以致在力学性能试验，金相构造搜检和无损探伤时不行经历。常州27SiMn合金结构钢由于钢锭中化学成分偏析，同化物聚集，种种孔隙性缺点的影响；加热时温度变更迟钝，漫衍不均，内应力大，缺点较多；高温长光阴铸造，部分受力部分变形，塑流状况、压实程度、变形漫衍差别较大；冷却时分散历程迟钝，构造转变复杂，附加应力大。以上诸成分都大概导致构造性能紧张不匀称，质量不合格。常州27SiMn合金结构钢进步大型锻件匀称性的措施：1）接纳先进的冶铸手艺，进步钢锭的冶金质量； 2）接纳控制铸造，控制冷却手艺，优化工艺历程，进步大锻件生产的手艺经济程度。

常州27SiMn合金结构钢是能源消耗大户，而锻件热处理又是锻件生产中能源消耗大户，约占整个锻件生产总能耗的30%～35%。我国每吨模锻件的能耗约为1.0t标煤，与国外工业发达国家相比，存在很大差距，例如日本每吨模锻件的能耗约为0.515t标煤。常州27SiMn合金结构钢的锻件能耗约占锻件成本的8%～10%，降低能耗不仅可以降低锻件生产成本，提高企业经济效益，而且能源问题又是关系到一个国家能否可持续发展的重要问题，甚至是关系到人类生存的全球性重大问题。所以充分利用锻造余热进行热处理，在节能降耗、提升效率等方面有着显而易见的优势，既节约能源、缩短工艺流程，又保护环境。

决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。常州27SiMn合金结构钢模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力，要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。常州27SiMn合金结构钢为了改善模具钢的耐磨性，就要既保持模具钢具有高的硬度，又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具，要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜，保持润滑作用，减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损，又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。

常州27SiMn合金结构钢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。常州27SiMn合金结构钢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。