工藝設(shè)計(jì)也是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，內(nèi)澆口位置的確定對(duì)鋼水進(jìn)入型腔是否平穩(wěn)有著很大的影響，設(shè)置不當(dāng)會(huì)造成鋼水紊流容易把氣體卷入造成內(nèi)部的氣孔，使其產(chǎn)生塑性變形以具有一定機(jī)械性能，一定形狀和尺寸鍛件的加工。鍛壓(鍛造與沖壓)的兩大組成部分之一，通過(guò)鍛造能金屬在冶煉中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，微觀組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于保存了完整的金屬流線，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件，相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高，工作條件嚴(yán)峻的重要零件。除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材，型材或焊接件外，多采用鍛件，軋制又稱壓延，指的是將金屬錠通過(guò)一對(duì)滾輪來(lái)為之賦形的，如果壓延時(shí)，金屬的溫度超過(guò)其再結(jié)晶溫度，那么這個(gè)被稱為[熱軋。由于鑄鋼件的特點(diǎn)，幾乎所有的工業(yè)部門(mén)都需要用鑄鋼件，在船舶和車(chē)輛、建筑機(jī)械、工程機(jī)械、電站設(shè)備、礦山機(jī)械及冶金設(shè)備、及設(shè)備、油井及化工設(shè)備等方面應(yīng)用尤為廣泛。至于鑄鋼件在由于薄壁長(zhǎng)筒與下舵承和下舵鈕部分壁厚相差懸殊，鑄件在凝固收縮中兩部分連接處容易產(chǎn)生熱裂紋，由于掛舵臂主體薄壁長(zhǎng)筒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。更容易判斷出缺陷的性質(zhì)，檢測(cè)原始數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲(chǔ)，易于追溯，具有一定的優(yōu)勢(shì)，但PAUT由于使用條件的，僅可用于軸孔表面這樣的規(guī)則區(qū)域，而無(wú)A脈沖超聲波檢測(cè)技術(shù)那樣可適用于鑄鋼件所有的復(fù)雜表面。使用具有一定的局限性，圖11PAUT在掛舵臂無(wú)損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補(bǔ)通過(guò)前文可以發(fā)現(xiàn)，缺陷的存在會(huì)大大鑄鋼件的疲勞強(qiáng)度，必須采用的手段對(duì)缺陷進(jìn)行處理，本部分基于在32.5萬(wàn)噸掛舵臂鑄鋼件檢驗(yàn)中遇到的缺陷修復(fù)實(shí)例進(jìn)行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。各產(chǎn)業(yè)部門(mén)的應(yīng)用，由于各國(guó)的具體條件不同，情況可能有較大的差異。一定要注意其烘烤程度，嚴(yán)禁加入，因?yàn)樗谧兂蓺怏w的時(shí)候會(huì)1000多倍體積。這對(duì)于鋼水的除氣是一個(gè)非常大的麻煩，如果該環(huán)節(jié)沒(méi)有處理得當(dāng)鑄造出合格的鑄鋼件很困難，因此在鑄鋼件生產(chǎn)中，應(yīng)該嚴(yán)格按照要求來(lái)進(jìn)行澆注環(huán)節(jié)各項(xiàng)操作，首先，在澆注前企業(yè)應(yīng)該做足工作，以保證后續(xù)的澆注操作能夠順利進(jìn)行。澆注前工作包括:a，清理澆注場(chǎng)地，保證澆注流程安全順利完成,b，檢查澆包的修理，烘干預(yù)況及運(yùn)輸與傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的靈活性和可靠牲,c，了解澆注合金的種類(lèi)，估算待澆注鑄型的數(shù)量和所需金屬液的重量，防止?jié)沧⒅写嬖诮饘僖翰蛔恪ｈT型數(shù)量不夠的現(xiàn)象，為了合格的鑄鋼件，嚴(yán)格控制澆注溫度，澆注速度，嚴(yán)格遵守澆注操作規(guī)程很關(guān)。
湖南ZG40Cr9Si2鑄鋼件水泥篦條鑄鋼件的品種繁多，不勝枚舉。現(xiàn)就幾個(gè)主要的產(chǎn)業(yè)部門(mén)使用鑄鋼件的情況做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
液態(tài)金屬澆注到與零件形狀，尺寸相適應(yīng)的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以毛坯或零件的生產(chǎn)，通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造，工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點(diǎn):可生產(chǎn)形狀任意復(fù)雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜的制件。適應(yīng)性強(qiáng)，合金種類(lèi)不受，鑄件大小幾乎不受，材料來(lái)源廣，廢品可重熔，設(shè)備低，廢品率高，表面較低，勞動(dòng)條件差，鑄造分類(lèi):(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造，工藝流程:砂型鑄造工藝流程技術(shù)特點(diǎn):適合于制成形狀復(fù)雜，特別是具有復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯,適應(yīng)性廣，成本低,對(duì)于某些塑性很差的材料，如鑄。電站設(shè)備是高技術(shù)產(chǎn)品，其主要零件都在高負(fù)荷下長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，火電站和核電站設(shè)備中有不少零部件還需耐受高溫和高壓蒸汽的腐蝕，因而對(duì)零部件的可靠性有很?chē)?yán)格的要求。鑄鋼件能大限度地這些要求，在電站設(shè)備中廣為采用。刷涂耐火涂料并烘干后，埋在干石英砂中振動(dòng)造型。在負(fù)壓下澆注，使模型氣化，金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造，工藝流程:預(yù)發(fā)泡→發(fā)泡成型→浸涂料→烘干→造型→澆注→落砂→清理鑄件精度，既可脫氧，脫硫，又可以細(xì)化晶粒，對(duì)NiCrMoV鋼的測(cè)定表明:在相同的條件下。經(jīng)稀土+硅鈣處理的鋼液，較之未處理的鋼液，其抗裂能力高2倍以上，鑄造工藝方面(1)在鑄件的充填性的要求時(shí)，盡量鋼液的澆注溫度，對(duì)0.19%C的碳鋼，在1550℃時(shí)澆注比在1600℃時(shí)澆注，其抗熱裂能力幾乎高一倍。(2)對(duì)于薄壁鑄件，宜采用較高的澆注速度，如對(duì)某鑄鋼件，重量為125Kg，壁厚為15mm，澆注時(shí)間為14秒時(shí)不出現(xiàn)熱裂,至40秒就觀察到裂。
在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造。離心鑄造的分類(lèi)根據(jù)鑄型軸線在空間的位置，常見(jiàn)的離心鑄造可分為兩種：離心鑄造：鑄型的軸線處于水平狀態(tài)或與水平線夾角很?。?4°）時(shí)的離心鑄造。立式離心鑄造：鑄型的軸線處于垂直狀態(tài)時(shí)的離心鑄造稱為立式離心鑄造。鑄型軸與水平線和垂直線都夾有較大角度的離心鑄造稱為傾斜軸離心鑄造，但應(yīng)用很少。a)立式離心鑄造b)立式離心澆注成形鑄件c)離心鑄造1，16—澆包2，14—鑄型3，13—金屬4—帶輪和帶5—軸6—鑄件7—電動(dòng)機(jī)8—澆注9—型腔10—型芯11—上型12—下型15—澆注槽17—端蓋優(yōu)點(diǎn)：用離心鑄造生產(chǎn)空心體鑄件。鐵路機(jī)車(chē)及車(chē)輛鐵路運(yùn)輸與的生命財(cái)產(chǎn)安全密切相關(guān)，因此。保證安全是至關(guān)重要的，機(jī)車(chē)車(chē)輛的一些關(guān)鍵部件，如車(chē)輪、側(cè)架、搖枕、車(chē)鉤等，都是的鑄鋼件。
鐵路轉(zhuǎn)轍用的轍岔是承受強(qiáng)烈沖擊和的部件，工況條件極為惡劣，形狀又很復(fù)雜。(8)鑄造(squeezingcasting)鑄造:是使液態(tài)或半固態(tài)金屬在高壓下凝固。流動(dòng)成形，直接制件或毛坯的，它具有液態(tài)金屬利用率高，工序簡(jiǎn)化和等優(yōu)點(diǎn)，是一種節(jié)能型的，具有潛在應(yīng)用前景的金屬成形技術(shù)，直接鑄造:噴涂料，澆合金，合模，加壓，保壓，泄壓，分模，毛坯脫模。復(fù)位,間接鑄造:噴涂料，合模，給料，充型，加壓，保壓，泄壓，分模，毛坯脫模，復(fù)位，可內(nèi)部的氣孔，縮孔和縮松等缺陷,表面粗糙度低，尺寸精度高,可防止鑄造裂紋的產(chǎn)生,便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化，應(yīng)用:可用于生產(chǎn)各種類(lèi)型的合金。如鋁合金，鋅合金，銅合金，球墨鑄鐵等(9)消失模鑄造(Lostfoamcasting)消失模鑄造(又稱實(shí)型鑄造):是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結(jié)組合成模型。
所以說(shuō)在大型鑄件的生產(chǎn)中低溫澆注是必須要遵循的一個(gè)原則。大包澆小件的缺點(diǎn)，許多薄壁小鑄件如果澆注速度過(guò)快極易形成卷入性氣孔，由于沒(méi)有時(shí)間從鋼水中就凝固了，像一些氣缸類(lèi)鑄件出現(xiàn)的氣孔就屬于這種情況，它們是承壓鑄件要經(jīng)過(guò)探傷檢驗(yàn)，這些缺陷的修復(fù)是非常有難度的。經(jīng)常就會(huì)造成鑄件報(bào)廢的情況，是一個(gè)比較棘手的問(wèn)題，大件澆注碰爐翻包后的時(shí)間也對(duì)鑄件氣孔的產(chǎn)生有一定的影響，小包鋼水翻入大包時(shí)卷入的氣體如果沒(méi)有足夠的時(shí)間讓它浮出來(lái)就澆入鑄件時(shí)又是一個(gè)卷入的，這也是許多大鑄件加工后出現(xiàn)氣孔的原因。只要生產(chǎn)組織充分考慮的這些影響鑄件的因素，經(jīng)過(guò)綜合評(píng)估，本次焊補(bǔ)采用局部火焰加熱去除應(yīng)力，焊道處加熱至560℃后保溫時(shí)間≥6。建筑、工程機(jī)械及其他車(chē)輛建筑機(jī)械和工程機(jī)械的工況條件都很差，大部分零件都承受高的負(fù)荷或需耐受沖擊磨損，其中很大一部分是鑄鋼件，如行動(dòng)中的輪、承重輪、搖臂、履帶板等。
缺點(diǎn)及局限性：鑄件尺寸不能太大工藝復(fù)雜鑄件冷卻速度慢。熔模鑄造在所有毛坯成形中，工藝復(fù)雜，鑄件成本也很高，但是如果產(chǎn)品選擇得當(dāng)，零件設(shè)計(jì)合理，高昂的鑄造成本由于切削加工、裝配和節(jié)約金屬材料等方面而補(bǔ)償，則熔模鑄造具有良好的經(jīng)濟(jì)性。3.壓鑄壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。壓力鑄造a)合型澆注b)壓射c)開(kāi)型頂件冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動(dòng)澆注裝置澆入壓室內(nèi)，然后壓射沖頭前進(jìn)，將金屬液型腔。在熱室壓鑄工藝中，壓室垂直于坩堝內(nèi)，金屬液通過(guò)壓室上的進(jìn)料口自動(dòng)流入壓室。壓射沖頭向下運(yùn)。一般汽車(chē)很少用鑄鋼件，但特種越野車(chē)和重型貨車(chē)的行動(dòng)部分也用不少的鑄鋼件。鑄鋼的熔煉。鑄鋼必須采用電爐熔煉，主要有電弧爐和感應(yīng)電爐。根據(jù)爐襯材料和所用渣系的不同，義可分為酸性熔爐和堿性熔爐。碳鋼和低合金鋼可采用任何一種熔爐熔煉，但高合金鋼只能采用堿性熔爐熔煉。
此項(xiàng)工藝認(rèn)可是CCS對(duì)鑄鋼件生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行工廠認(rèn)可和對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)的鑄鋼件開(kāi)展檢驗(yàn)工作的必要條件。焊補(bǔ)的應(yīng)嚴(yán)格此缺陷修補(bǔ)認(rèn)可工藝及CCS材料與焊接規(guī)范的要求，缺陷的發(fā)現(xiàn)和初步清理本實(shí)例缺陷位于掛舵臂大端軸孔處，經(jīng)超聲波(斜)測(cè)定:長(zhǎng)度沿著軸線方向，長(zhǎng)度約300mm，斷面沿徑線方向向內(nèi)部擴(kuò)展。深度約60mm，圖12超聲波探傷(斜)圖13缺陷位置示意CCS規(guī)范要求鑄鋼件缺陷可采用打磨，機(jī)加工，或鈚鑿加打磨，或氣割或碳弧氣刨加打磨的去除，重要鑄件采用氣割或碳弧氣刨鏟除缺陷時(shí)，可視鑄件的化學(xué)成分。缺陷大小和性質(zhì)，進(jìn)行必要的預(yù)熱，本次缺陷的采用了碳弧氣刨加砂輪打磨的，電壓25-35V。鑄造工藝。鑄鋼的熔點(diǎn)高，流動(dòng)性差，鋼液易氧化和吸氣。同時(shí)，其體積收縮率為灰鑄鐵的2～3倍．因此，鑄鋼的鑄造性能較差，容易產(chǎn)生澆不足、氣孔、縮孔、熱裂、黏砂、變形等缺陷。為防止上述缺陷的產(chǎn)生，必須在工藝上采取相應(yīng)措施。
直澆道中鐵水的水平面與鑄件的鐵水水平面相平，邊部略呈圓形。產(chǎn)生原因：澆包中鐵水量不夠；澆道狹小，澆注速度又過(guò)快，當(dāng)鐵水從澆口杯外溢時(shí)，操作者誤認(rèn)為鑄型已經(jīng)充滿，停澆過(guò)早。防止：正確估計(jì)澆包中的鐵水量；對(duì)澆道狹小的鑄型，適當(dāng)放慢澆注速度，保證鑄型充滿。3.損傷鑄件損傷斷缺。產(chǎn)生原因：鑄件落砂過(guò)于，或在搬運(yùn)中鑄件受到?jīng)_撞而損壞；滾筒清理時(shí)，鑄件裝料不當(dāng)，鑄件的薄弱部分在翻滾時(shí)被碰斷；冒口、冒口頸截面尺寸過(guò)大；冒口頸沒(méi)有做出敲斷面（凹槽）。或敲除澆冒口的不正確，使鑄件本體損傷缺肉。防止：鑄件在落砂清理和搬運(yùn)時(shí)，注意避免各種形式的沖撞、振擊，避免不合理的丟放；滾筒清理時(shí)嚴(yán)格按工藝規(guī)程和要求進(jìn)行操。生產(chǎn)鑄鋼件用型砂應(yīng)有高的耐火度和抗黏砂性，以及高的強(qiáng)度、透氣性和退讓性。原砂通常采用顆粒較大、均勻的硅砂；為防止黏砂，型腔表面多涂以耐火度更高的涂料；生產(chǎn)大件時(shí)多采用于砂型或水玻璃砂快于鑄型。為了鑄型強(qiáng)度、退讓性，型砂中常加入各種添加劑?？梢詭椭?yàn)船師在檢驗(yàn)中關(guān)注產(chǎn)品易出現(xiàn)的問(wèn)題，更好地把控產(chǎn)品，以32.5萬(wàn)噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例，其生產(chǎn)工序繁多，主要分為鋼水冶煉和鑄造兩大步驟。鋼水冶煉工藝主要有長(zhǎng)流程工藝和短流程工藝，其中長(zhǎng)流程工藝以鐵礦石，焦炭等為原料，采用燒結(jié)爐，高爐和轉(zhuǎn)爐等設(shè)備進(jìn)行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料，利用電爐設(shè)備進(jìn)行煉鋼，目前，船級(jí)社(CCS)認(rèn)可的國(guó)內(nèi)各大型鑄造企業(yè)鋼水冶煉工藝以短流程工藝為主(電弧爐(EAF)+鋼包精煉(LF)處理)。本文所列掛舵臂鑄鋼件的鋼水也采用短流程工藝冶煉，工藝步驟如圖1所示，圖1掛舵臂冶煉工藝流程圖鑄造則為水玻璃砂型鑄造，鋼水溫度高砂型受熱大發(fā)氣量會(huì)增大，鋼水溫度高吸氣量會(huì)增。
熱裂紋多呈不規(guī)則曲線，裂縫內(nèi)表面比較粗糙且呈氧化鐵黑褐色無(wú)金屬光澤。產(chǎn)生原因?yàn)殇撍谀讨袃?nèi)部應(yīng)力造成，如開(kāi)箱過(guò)早，鑄件凝固收縮時(shí)受型砂的阻力等,冷裂紋線條細(xì)且直，裂縫內(nèi)表面潔凈且呈金屬光澤或輕微氧化色，能砂芯熱強(qiáng)度(如1000℃時(shí)樹(shù)脂砂的抗壓強(qiáng)度是水玻璃砂的5~10倍)。嚴(yán)重阻礙砂芯(型)退讓?zhuān)秽珮?shù)脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，鑄件的熱裂傾向越大，因?yàn)榭反剂藰?shù)脂的熱分解溫度，了樹(shù)脂的熱分解速度，從而了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時(shí)液一固兩相區(qū)的區(qū)間較寬，因此呋喃樹(shù)脂砂鑄鋼時(shí)更易產(chǎn)生熱裂缺陷，尤其是框架結(jié)構(gòu)件，用呋喃樹(shù)脂砂。在澆注和冒口的設(shè)計(jì)上。由于鑄造碳鋼傾向逐層凝固，收縮大，因此多采剛順序凝固原則來(lái)設(shè)置澆注和冒口．以防止縮孔、縮松的出現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，鑄鋼件都要設(shè)置冒口。冷鐵也應(yīng)用較多。此外，應(yīng)盡量采用形狀簡(jiǎn)單、截面面積較大的底注式澆注，使鋼液迅速、平穩(wěn)地充滿鑄型。
湖南ZG40Cr9Si2鑄鋼件水泥篦條熱處理。鑄鋼的熱處理通常為退火或正火。退火主要用于w(C)≥0.35%或結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的鑄鋼件，這類(lèi)鑄件塑性差，鑄造應(yīng)力大，鑄件易開(kāi)裂。正火主要用于w(C)≤0.35%的鑄鋼件，這類(lèi)鋼件碳含量低，塑性，冷卻時(shí)不易開(kāi)裂。磨削加工是應(yīng)用較為廣泛的切削加工之一，選擇性激光熔融在一個(gè)鋪滿金屬粉末的槽內(nèi)。計(jì)算機(jī)控制著一束大功率的二氧化碳激，內(nèi)水口的高度也是造成的主要原因，這類(lèi)氣孔由于會(huì)分布在鑄件的許多部位而且是內(nèi)部，修復(fù)難度極大容易造成鑄件報(bào)廢，危害極大，冒口和氣眼的設(shè)置也是非常重要的，冒口除了補(bǔ)縮作用之外還有一個(gè)非常重要的任務(wù)就是排氣作用。一些暗冒口的氣眼如果放的不夠大，也會(huì)使得鑄型中氣體不及時(shí)而重新被卷入鋼水之中，在使用石灰石砂做內(nèi)腔芯子的氣眼一定要夠大才行，由于這種砂子在高溫下的發(fā)氣量非常大，極易造成由于內(nèi)腔芯排氣不暢而在澆鑄中發(fā)生嗆火現(xiàn)象。終使得鑄件上表面出現(xiàn)大面積的蜂窩狀氣孔，這種問(wèn)題容易使鑄件報(bào)。
