大型鍛件鍛造行業(yè)是能源消耗大戶，而鍛件熱處理又是鍛件生產(chǎn)中能源消耗大戶，約占整個(gè)鍛件生產(chǎn)總能耗的30%～35%。我國(guó)每噸模鍛件的能耗約為1.0t標(biāo)煤，與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在很大差距，例如日本每噸模鍛件的能耗約為0.515t標(biāo)煤。鍛件能耗約占鍛件成本的8%～10%，降低能耗不僅可以降低鍛件生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，而且能源問題又是關(guān)系到一個(gè)國(guó)家能否可持續(xù)發(fā)展的重要問題，甚至是關(guān)系到人類生存的全球性重大問題。所以充分利用鍛造余熱進(jìn)行熱處理，在節(jié)能降耗、提升效率等方面有著顯而易見的優(yōu)勢(shì)，既節(jié)約能源、縮短工藝流程，又保護(hù)環(huán)境。

熱模鍛余熱熱處理

鍛造后利用鍛件自身熱量直接進(jìn)行熱處理，即鍛件的余熱熱處理省略了鍛造后熱處理前重新加熱鍛件的工序，余熱熱處理一般有以下3種方式。

1.鍛后進(jìn)行余熱均溫?zé)崽幚?。鍛件成形后直接送入熱處理爐，仍按常規(guī)的熱處理工藝進(jìn)行，均溫后鍛件不同部位溫度一致，可縮短保溫時(shí)間，這種方法稱為余熱均溫?zé)崽幚?。?duì)于形狀復(fù)雜，特別是截面變化大的鍛件采用該工藝可以確保鍛件質(zhì)量穩(wěn)定。

2.鍛后直接余熱熱處理。鍛件成形后利用鍛造余熱直接進(jìn)行熱處理，把鍛造和熱處理緊密結(jié)合在一起，節(jié)省了普通熱處理需要重新加熱造成的大量能耗浪費(fèi)。

3.鍛后利用部分余熱進(jìn)行熱處理。鍛件成形后將鍛件冷卻到600～650℃左右，然后將鍛件再加熱到所需要的溫度進(jìn)行熱處理。此方法可以細(xì)化到晶粒，又節(jié)約了把鍛件從室溫加熱到600～650℃的能耗，一般適用于對(duì)晶粒度要求高的鍛件。

余熱熱處理常用工藝方法

鍛造余熱淬火

鍛造余熱淬火是鍛件成形后，當(dāng)其溫度高于Ar3或Ar3～Ar1之間的某一溫度時(shí)，淬入適當(dāng)?shù)拇慊鸾橘|(zhì)中，獲得馬氏體或貝氏體組織的工藝方法。

鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火和回火處理后，不僅可以獲得較好的綜合機(jī)械性能，而且可以節(jié)省能源，簡(jiǎn)化工藝流程、縮短生產(chǎn)周期，減少人員和節(jié)省淬火加熱爐的投資費(fèi)用。

鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火并高溫回火后，其強(qiáng)度與硬度一般均高于普通調(diào)質(zhì)，而塑性與韌性比普通調(diào)質(zhì)稍低(兩者回火溫度相同時(shí))。若鍛造余熱淬火后，采用較高回火溫度(一般比普通調(diào)質(zhì)的回火溫度高出40～80℃)后，其塑性和韌性與普通淬火相當(dāng)或稍高。鍛件經(jīng)鍛造余熱淬火后，在保持塑性和韌性的前提下明顯地提高了強(qiáng)度和硬度，另外由于其晶粒較普通淬火粗大，可改善材料的切削加工性能。

鍛造余熱正火(退火)

鍛造余熱正火(退火)是鍛件成形后，當(dāng)溫度高于Ar3(對(duì)亞共析鋁)時(shí)，進(jìn)入正火爐、冷卻箱或退火爐內(nèi)進(jìn)行正火或控制冷卻，得到正火組織。

由于鍛造加熱溫度高，采用此方法處理后鍛件的晶粒較粗，一般用于預(yù)備熱處理，不適用對(duì)于晶粒度有較高要求的鍛件。同時(shí)，處理后得到的組織為珠光體+鐵素體平衡組織，粗晶粒在后續(xù)熱處理中不存在組織遺傳，晶粒可重新細(xì)化。

鍛造余熱等溫正火

鍛造余熱等溫正火是鍛件成形后，當(dāng)溫度高于Ar3(對(duì)亞共析鋁)時(shí)急速冷卻，冷卻到等溫溫度后保溫一段時(shí)間后空冷至室溫。

鍛件成形后溫度一般在900～1000℃，急冷速度一般控制在30～42℃/min，等溫溫度一般為550～680℃(具體需根據(jù)不同材質(zhì)確定)。急冷是該工藝的關(guān)鍵工序，可通過調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫和風(fēng)向，保證鍛件冷卻后溫度均勻。等溫溫度根據(jù)材料種類和要求的硬度確定，一般選在珠光體轉(zhuǎn)變曲線的鼻部以縮短等溫保溫時(shí)間。鍛造余熱等溫正火多用于滲碳齒輪鋁。

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