[发明专利]一种软芯锻造用加热与运送装置及其使用方法

说明书

本发明属于锻造领域，具体地说就是一种软芯锻造用加热与运送装置及其使用方法，以解决目前的超高温软芯锻造研究中由于运送过程中试样温度太高，外部环境与人为因素复杂，无法精确控制锻造开始时材料固液相分数的问题。该装置包括气体保护加热炉、保温转运炉两大部件，气体保护加热炉和保温转运炉协同并部分独立，气体保护加热炉为固定式安装，用于加热用于软芯锻造的坯料；保温转运炉自由移动，用于恒温运送坯料到锻造车间进行软芯锻造。本发明可应用于软芯锻造实验，实现精确控制软芯锻造前材料的液相分数，可系统研究液相分数，锻造工艺对软芯锻造后材料微观组织，力学性能的影响等问题。

技术领域

本发明属于锻造领域，具体地说就是一种软芯锻造用加热与运送装置及其使用方法，可应用于软芯锻造实验，实现精确控制软芯锻造前材料的液相分数，可系统研究液相分数，锻造工艺对软芯锻造后材料微观组织，力学性能的影响等问题。

背景技术

大型锻件一般由大型钢锭锻造而成。在钢锭内部，由于金属凝固收缩而不可避免地产生大量的显微缩孔和疏松缺陷，这些孔洞型缺陷弥散分布在钢锭心部，破坏材料的连续性，影响锻件的力学性能。同时，由于凝固过程的溶质再分配，凝固末端不但合金浓度高，而且往往富集低熔点物质和杂质元素，形成枝晶偏析，这种偏析在后续的锻造过程只能部分改善，不能完全消除，破坏材料的均质性，影响锻件的组织和性能。

国内外一些经典的凝固理论和实验研究指出，钢锭中缩孔疏松缺陷的形成是一个形核、长大的过程。最早的微型疏松往往起源于夹杂物或气泡，在随后的冷却收缩过程中，这些微型疏松在拉应力的作用下急剧长大，形成疏松甚至缩孔、缩裂缺陷。如果能在疏松形成的早期也就是凝固的末期将其愈合，并在后续体积收缩过程中创造一个三向压应力的环境，将有望彻底抑制疏松缺陷的形成和扩展。近年来，在连铸坯制造领域发展出一种轻压下技术，这种技术是通过在连铸方/板坯液芯末端附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。一方面可以消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙，防止晶间富集溶质元素的钢液向铸坯中心横向流动；另一方面，轻压下所产生的挤压作用还可以促进液芯中心富集的溶质元素的钢液沿拉坯方向反向流动，使溶质元素在钢液中重新分配，从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密，起到改善中心偏析和减少中心疏松的作用。连铸坯的轻压下技术能够在一定程度上改善普碳钢和低合金钢坯的中心质量，但对于必须采用模铸方式生产的合金钢却无能为力。事实上，合金钢的凝固区间往往较宽，中心缩孔疏松、枝晶偏析等缺陷更为严重，更需要结合凝固和变形手段，消除或减轻钢坯的中心缺陷。基于此分析及生产实际，相关研究人员于近期开发一种针对消除缩孔疏松及偏析的全新锻造方法—超高温软芯锻造方法，首先将浇注后的钢锭带液芯超高温脱模，然后放置于保温车中均温并运送到锻压机，将钢锭带液芯实施高温保压锻造，使凝固末端树枝晶充分破碎，形成大量等轴晶组织，消除缩孔疏松，减轻枝晶偏析；最后，进行常规锻造，充分细化晶粒和组织。

在目前进行超高温软芯锻造技术相关实验研究中，重点研究锻造变形时的液相分数对于材料组织的影响。但由于进行超高温软芯锻造的时候温度太高(接近1500℃)，在由加热炉到锻造压机的过程中外部环境复杂多变，人为因素众多，无法精确控制锻造开始时材料的固液相分数，使得该研究的科学性与重复性大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软芯锻造用加热与运送配套装置及其使用方法，以解决目前的超高温软芯锻造研究中由于运送过程中试样温度太高，外部环境与人为因素复杂，无法精确控制锻造开始时材料的固液相分数的问题。

本发明的技术方案是：

一种软芯锻造用加热与运送装置，该装置包括气体保护加热炉(13)、保温转运炉(14)两大部件，气体保护加热炉(13)和保温转运炉(14)协同并部分独立，气体保护加热炉(13)为固定式安装，用于加热用于软芯锻造的坯料；保温转运炉(14)自由移动，用于恒温运送坯料到锻造车间进行软芯锻造，具体结构如下：