船用锻件余热热处理是一种高效节能的工艺，利用锻造后的残余热量直接进行热处理，减少二次加热的能耗，同时优化材料性能。以下是常见的余热热处理种类及其在船舶制造中的应用：

1. 余热退火（Forging余热退火）

• 定义：锻后利用余热将锻件缓慢冷却或加热至退火温度（如Ac₁以下），消除内应力、细化组织。

• 适用场景：碳钢或低合金钢锻件（如船用法兰、管件），需改善切削加工性或降低硬度。

• 工艺要点：控制冷却速度（炉冷或砂冷），避免过快冷却导致硬度不均。

2. 余热正火（Forging余热正火）

• 定义：锻件锻后立即将锻件冷却至奥氏体化温度以上，随后空冷，均匀组织并提高力学性能。

• 锻件

• 适用场景：中碳钢、合金钢锻件（如舵杆、轴类），需平衡强度与韧性。

• 工艺要点：需确保终锻温度高于正火温度（如Ac₃以上），避免二次奥氏体化。

3. 余热淬火（Forging余热淬火）

• 定义：锻后直接淬火（水、油或聚合物介质），利用余热完成奥氏体化，随后快速冷却。

• 适用场景：高强钢锻件（如曲轴、推进器部件），要求高硬度和耐磨性。

• 工艺要点：

• 终锻温度需高于材料淬火温度（如Ac₃以上）。

• 淬火后需及时回火（可结合余热回火或单独处理）。

  
  

4. 余热回火（Forging余热回火）

• 定义：淬火后利用余热直接进行回火（低温或中温），调整韧性和消除应力。

• 适用场景：淬火后的船用高强钢锻件（如锚链配件）。

• 工艺要点：需精确控制回火温度和时间，避免过度软化。

5. 余热等温退火

• 定义：锻后将锻件快速冷却至珠光体转变区并保温，获得均匀的珠光体组织。

• 适用场景：复杂形状或大截面船用锻件（如船用齿轮），减少变形风险。

• 工艺要点：需精确控制等温温度和保温时间。

6. 余热形变热处理（Thermomechanical Control Process, TMCP）

• 定义：结合锻造变形与余热热处理，通过控轧控冷优化晶粒尺寸和相组成。

• 适用场景：船用高强钢板、大型结构件（如船体分段），提升综合性能。

• 工艺要点：需严格协调变形量、终锻温度和冷却速率。

关键控制因素

1. 温度监测：终锻温度需高于目标热处理温度（如正火需≥Ac₃）。

2. 冷却速率：根据材料CCT曲线调整冷却介质（空冷、雾冷或液冷）。

3. 组织均匀性：避免锻件不同部位因厚度差异导致性能波动。

优势与注意事项

• 节能环保：减少二次加热能耗，降低碳排放。

• 性能提升：细化晶粒，提高强韧性匹配。

• 挑战：需精确控制工艺窗口，避免过热或冷却不足。

船级社标准参考

• 标准规范：如CCS（中国）、LR（劳氏）、DNV（挪威）等船级社对锻件热处理有明确要求（如CCS《材料与焊接规范》）。

• 材料认证：需通过力学性能测试（拉伸、冲击、硬度）及金相检验。

通过合理选择余热热处理工艺，船用锻件可在保证性能的同时实现降本增效，尤其适用于大型、批量生产的船舶部件。