高質(zhì)量發(fā)展是創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的發(fā)展，且是今后一個(gè)發(fā)展階段的主題。作為關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件（大型鑄鍛件）原創(chuàng)技術(shù)策源地的中國(guó)一重集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱：中國(guó)一重），在維護(hù)國(guó)家安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。習(xí)近平總書記2018年9月26日第二次到中國(guó)一重視察時(shí)，在具有國(guó)際領(lǐng)先水平的超大型核電鍛件展示區(qū)前發(fā)表了重要講話：中國(guó)一重在共和國(guó)歷史上是立過功的，中國(guó)一重是中國(guó)制造業(yè)的重地。制造業(yè)，特別是裝備制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展是我國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重中之重，是一個(gè)現(xiàn)代化大國(guó)必不可少的。希望中國(guó)一重肩負(fù)起歷史重任，制定好發(fā)展路線圖。
為落實(shí)好習(xí)近平總書記的重要講話精神，中國(guó)一重于2019年1月成立了重型高端復(fù)雜鍛件制造技術(shù)變革性創(chuàng)新能力建設(shè)項(xiàng)目工作領(lǐng)導(dǎo)小組，并組建了重型高端復(fù)雜鍛件制造技術(shù)變革性創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)分別入選了中央企業(yè)優(yōu)秀科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和黑龍江省頭雁團(tuán)隊(duì)，開展了一系列變革性創(chuàng)新研究工作。
大型鍛件作為量大面廣的關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件，是裝備制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，決定著重大裝備和主機(jī)產(chǎn)品的性能、水平、質(zhì)量和可靠性，是我國(guó)裝備制造業(yè)由大到強(qiáng)轉(zhuǎn)變、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。我國(guó)大型鍛件制造技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了20世紀(jì)六七十年代的全面照搬蘇聯(lián)、八九十年代的引進(jìn)和消化日本JSW以及21世紀(jì)以來的自主創(chuàng)新。通過蹣跚學(xué)步、跟跑到并跑，不僅成為制造大國(guó)，而且部分綠色制造技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，但未解決傳統(tǒng)鋼錠中存在的偏析、夾雜及有害相等缺陷，大型鍛件塑性成形中存在材料利用率低、混晶、鍛造裂紋等共性世界難題。這些難題依靠傳統(tǒng)的制造方式是難以破解的，需要開發(fā)變革性創(chuàng)新技術(shù)，依靠創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)來推動(dòng)大型鍛件的高質(zhì)量發(fā)展。
馬克思主義的認(rèn)識(shí)論強(qiáng)調(diào)，新理論產(chǎn)生于新實(shí)踐，新實(shí)踐需要新理論指導(dǎo)。中國(guó)一重在重型高端復(fù)雜鍛件制造技術(shù)變革性創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中，歸納出了增材制坯、FGS鍛造等新的理論，用于指導(dǎo)關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件（大型鑄鍛件）原創(chuàng)技術(shù)策源地建設(shè)的實(shí)踐活動(dòng)。此外，為了實(shí)現(xiàn)大型鍛件的高質(zhì)量發(fā)展，還需要解決自由鍛造液壓機(jī)噸位較小、模鍛液壓機(jī)空間尺寸較小，以及擠壓機(jī)功能單一等問題。
關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件原創(chuàng)技術(shù)策源地系列圖書由《大型鍛件的增材制坯》《大型鍛件FGS鍛造》和《超大型多功能液壓機(jī)》組成，三者關(guān)系類似于制作美味佳肴的食材、廚藝和廚具。增材制坯是制備形神兼?zhèn)涞拇笮湾懠�的有機(jī)食材，F(xiàn)GS鍛造是制作關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件的精湛廚藝，超大型多功能液壓機(jī)是實(shí)現(xiàn)增材制坯和FGS鍛造的完美廚具。
《大型鍛件的增材制坯》用典型案例歸納了傳統(tǒng)鋼錠中存在偏析、夾雜及有害相等缺陷的共性技術(shù)難題，針對(duì)現(xiàn)有增材制造方法難以制備大型鍛件所需坯料的實(shí)際情況，提出了增材制坯的新理論。通過一系列變革性的實(shí)踐，豐富了增材制坯技術(shù)路線，為系統(tǒng)解決偏析、夾雜及有害相的共性技術(shù)難題指明了發(fā)展方向。
增材制坯是利用增材制造的方式將有效基材進(jìn)行組合，并使組合坯料的界面愈合，進(jìn)而使組織均勻化的原創(chuàng)性大型鍛坯的制備技術(shù)。
在傳統(tǒng)的大型鍛件制造流程中，都是先制備大型鋼錠，然后鍛造出所需的形狀，并通過熱處理改變內(nèi)部的組織與性能。始于鋼錠制備終于性能熱處理的大型鍛件的制造貫穿于熱加工全過程，鑄錠被稱為鍛件的初生兒，是決定鍛件優(yōu)劣的關(guān)鍵，但在傳統(tǒng)鋼錠中，都會(huì)存在偏析、夾雜及有害相等缺陷，而且鋼錠越大，缺陷越嚴(yán)重。雖然鋼錠中的缺陷在隨后的鍛造及熱處理階段可以得到一定程度的改善，但不僅付出的代價(jià)過大，而且有些缺陷仍不能被完全消除。終保留在大型鍛件中的缺陷，往往會(huì)導(dǎo)致大型鍛件的報(bào)廢。實(shí)踐證明，碳偏析嚴(yán)重的是軋輥和單包澆注的核電封頭；外露夾雜主要體現(xiàn)在模鑄鋼錠先凝固的水口端；有害相主要體現(xiàn)在大斷面的不銹鋼及高溫合金材料；材料利用率低主要體現(xiàn)在模鑄鋼錠水口、冒口切除量大，以及重型、復(fù)雜鍛件難以實(shí)現(xiàn)近凈成形。這些世界性難題需要變革性技術(shù)加以解決，因此呼喚原創(chuàng)性技術(shù)的誕生。
ⅥⅦ為了解決大型鋼錠中存在上述缺陷的世界性難題，全球的科技工作者們一直在進(jìn)行著不懈的努力。中國(guó)一重重型高端復(fù)雜鍛件制造技術(shù)變革性創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)帶頭人原創(chuàng)性地提出了大型鍛件的增材制坯（增材制造方式組坯 坯料改性）的技術(shù)路線，并帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員開展了基材制備、液�补虖�(fù)合組坯、固�补虖�(fù)合組坯、界面愈合和組合坯料的均勻化、雙超圓坯立式半連鑄機(jī)等一系列相關(guān)設(shè)備研制及變革性創(chuàng)新研究工作，取得了可喜的成果。大型鍛件增材制坯技術(shù)發(fā)展方向，將有助于大型鍛件變革性制造技術(shù)的傳承與發(fā)展，可助力我國(guó)關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件制造技術(shù)更好、更快地發(fā)展，從而為我國(guó)關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件制造技術(shù)從跟隨向引領(lǐng)的方向轉(zhuǎn)變奠定堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
本書詳細(xì)介紹了不同材料、不同方式液�补探M坯復(fù)合試驗(yàn)，給出了大型鍛件所需坯料的增徑方法；對(duì)固�补虖�(fù)合組坯涉及的氧化膜、真空度、變形量等進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了獨(dú)到的大型坯料制備方法；對(duì)增材制坯所需的雙超圓坯立式半連鑄機(jī)裝備及基材處理工裝等進(jìn)行了介紹。
本書共分8章。第1章用工程案例介紹了大型模鑄鋼錠中存在的偏析、夾雜及有害相等缺陷對(duì)大型鍛件的危害；第2章對(duì)常見的增材制造方式特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)述，提出并詮釋了滿足大型鍛件需求的大型坯料制備的原創(chuàng)性增材制坯技術(shù)；第3章對(duì)雙超圓坯立式半連鑄機(jī)研制進(jìn)行了論證，并對(duì)鑄坯的多樣性應(yīng)用進(jìn)行了描述；第4章通過一系列相關(guān)試驗(yàn)，對(duì)液�补虖�(fù)合組坯進(jìn)行了詳細(xì)介紹；第5章通過一系列相關(guān)試驗(yàn)，對(duì)固�补虖�(fù)合組坯進(jìn)行了詳細(xì)介紹；第6章對(duì)界面不同的愈合方式進(jìn)行了分析對(duì)比；第7章對(duì)組合坯料通過重結(jié)晶/再結(jié)晶實(shí)現(xiàn)均勻化的研究工作進(jìn)行了實(shí)踐及論證；第8章對(duì)大型鍛件的增材制坯技術(shù)研究進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，并對(duì)應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
本書是增材制坯理論與實(shí)踐的總結(jié)與提煉，包含軋輥材料的液�补虖�(fù)合組坯解剖試驗(yàn)、合金鋼及不銹鋼固�补虖�(fù)合組坯解剖試驗(yàn)等大量珍貴的技術(shù)資料，希望能成為大型鍛件從業(yè)者的技術(shù)工作指南。此外，由于本書涉及的內(nèi)容突破了傳統(tǒng)理論，亦可供高等院校及研究院所從事大型鍛件理論學(xué)習(xí)和研究人員參考。
本書由中國(guó)一重重型高端復(fù)雜鍛件制造技術(shù)變革性創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)帶頭人王寶忠執(zhí)筆并統(tǒng)稿，團(tuán)隊(duì)成員劉凱泉、張心金、趙德利、劉海瀾等參與了部分章節(jié)的撰寫。此外，劉穎、任利國(guó)、白亞冠、周巖等參與了部分研究與編寫等工作。
在增材制坯的變革性創(chuàng)新技術(shù)研究中，得到了中國(guó)一重、遼寧遼重新材有限公司等單位的大力支持，在此一并表示感謝！
由于我們的水平有限，書中難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正！