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: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，合金種類不受，鑄件大小幾乎不受，材料來源廣，廢品可重熔，設(shè)備低，廢品率高，表面較低，勞動條件差，鑄造分類:(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: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,對于某些塑性很差的材料，如鑄。鑄造的定義：是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造，詳細的分類如下表所示。砂型鑄造：砂型鑄造——在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應(yīng)，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。精密鑄造：精密鑄造是用精密的造型鑄件工藝的總稱。它的產(chǎn)品精密、復(fù)雜、接近于零件后形狀，可不加工或很少加工就直接使用，是一種近凈形成形的先進工藝。常用的鑄造及其優(yōu)缺點1.普通砂型鑄造制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結(jié)。鑄鋼件是指用鑄鋼制作的零件，與鑄鐵性能相似，但比鑄鐵強度好。鑄鋼件在鑄造中易出現(xiàn)氣孔缺陷、角度定位不準(zhǔn)確等缺點，在長期使用中就有可能出現(xiàn)機殼斷裂的現(xiàn)象由于薄壁長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筒的結(jié)構(gòu)特點。更容易判斷出缺陷的性質(zhì)，檢測原始數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲，易于追溯，具有一定的優(yōu)勢，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A脈沖超聲波檢測技術(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在掛舵臂無損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補通過前文可以發(fā)現(xiàn)，缺陷的存在會大大鑄鋼件的疲勞強度，必須采用的手段對缺陷進行處理，本部分基于在32.5萬噸掛舵臂鑄鋼件檢驗中遇到的缺陷修復(fù)實例進行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。。
山東4Cr25Ni35NbW鑄鋼件內(nèi)筒鑄鋼件的優(yōu)點之一是設(shè)計的靈活性，設(shè)計人員對鑄件的形狀和尺寸有大的設(shè)計選擇，特別是形狀復(fù)雜和中空斷面的零件，鑄鋼件可采用組芯這一獨特的工藝來制造。其成形和形狀改變卻十分容易，從圖樣到成品的轉(zhuǎn)化速度很快，有利于快速報價響應(yīng)和交貨期的縮短。形狀和的完善化設(shè)計、小的應(yīng)力集中系數(shù)以及整體結(jié)構(gòu)性強等特點，都體現(xiàn)鑄鋼件設(shè)計的靈活性和工藝優(yōu)勢：修改冒口和冒口頸尺寸，做出冒口頸敲斷面，正確打澆冒口的方向。4.粘砂和表面粗糙粘砂是一種鑄件表面缺陷，為鑄件表面粘附著難以的砂粒；如鑄件經(jīng)砂粒后出現(xiàn)凹凸不平的不光滑表面，稱表面粗糙。產(chǎn)生原因：砂粒太粗、砂型緊實度不夠；型砂中水分太高，使型砂不易緊實；澆注速度太快、壓力過大、溫度過高；型砂中煤粉太少；模板烘溫過高，表面型砂干枯；或模板烘溫過低，型砂粘附在模板上。防止：在透氣性足夠的情況下，使用較細原砂，并適當(dāng)型砂緊實度；保證型砂中的有效煤粉含量；嚴(yán)格控制砂水分；改進澆注，改進澆注操作、澆注溫度；控制模板烘烤溫度，一般與型砂溫度相等或略高。5.砂眼在鑄件內(nèi)部或表面充塞有型砂的孔。 (1)就澆注溫度而言，澆注溫度對鑄件影響很大，應(yīng)該根據(jù)合金種類，鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型特點確定合理的澆注溫度范圍。鑒于缺陷較大，而且缺陷位于軸孔關(guān)鍵位置，缺陷前將缺陷部位及附近預(yù)熱到150℃以上，圖14缺陷初步坡口檢查CCS規(guī)范規(guī)定鑄鋼件缺陷剔除后，應(yīng)進行無損檢測以證實缺陷被完全，若屬于需要修補的焊補時。所有開槽的底部應(yīng)具有3倍槽深的直徑，且剔除缺陷時應(yīng)使坡口形狀能夠方便后續(xù)的焊接操作，此外，大焊補的坡口形狀還要CCS已經(jīng)批準(zhǔn)的鑄鋼件焊補WPS(NO，JTHP-007)的要求，坡口角度大于15°，本次修復(fù)嚴(yán)格按照WPS和規(guī)范的要求。打磨坡口，坡口的角度應(yīng)大于焊補工藝WPS的坡口角。鑄鋼件冶金制造適應(yīng)性和可變性強，可以選擇不同的化學(xué)成分和組織控制，適應(yīng)于各種不同工程的要求；可以通過不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學(xué)性能和使用性能，并有良好的焊接性能和加工性能。起模斜度：為了使模樣便于從鑄型中取出，垂直于分型面的立壁上所加的斜度稱為起模斜度。鑄造圓角：為了防止鑄件在壁的連接和拐角處產(chǎn)生應(yīng)力和裂紋，防止鑄型的尖角損壞和產(chǎn)生砂眼，在設(shè)計鑄件時，鑄件壁的連接和拐角部分應(yīng)設(shè)計成圓角。型芯頭：為了保證型芯在鑄型中的定位、固定和排氣，模樣和型芯都要設(shè)計出型芯頭。收縮余量：由于鑄件在澆注后的冷卻收縮，制作模樣時要加上這部分收縮尺寸。優(yōu)點：粘土的資源豐富、價格便宜。使用過的粘土濕砂經(jīng)適當(dāng)?shù)纳疤幚砗?，絕大部分均可回收再用；制造鑄型的周期短、工效高；混好的型砂可使用的時間長；適應(yīng)性很廣。小件、大件，簡單件、復(fù)雜件，單件、大批量都可采用；缺點及局限性：因為每個砂質(zhì)鑄型只能澆注一。 產(chǎn)生原因：緊實度不夠或不勻；面砂強度不夠、或型砂水分過高；液態(tài)金屬壓頭過大、澆注速度太快。防止：鑄型緊實度、避免局部過松；混砂工藝、控制水分，型砂強度；液態(tài)金屬的壓頭、澆注速度。7.抬箱鑄件在分型面處有大面積的披縫，使鑄型外形尺寸發(fā)生變化。抬箱過大，造成跑火——鐵水自分型面外溢，嚴(yán)重時造成澆不足缺陷。產(chǎn)生原因：砂箱未緊固、壓鐵不夠或去除壓鐵過早；澆注過快，沖擊力過大；模板翅曲。防止：壓鐵重量，特鐵水凝固后再去除壓鐵；澆包位置，澆注速度；修正模板。8.掉砂鑄件表面上出現(xiàn)的塊狀金屬突起物，其外形與掉落的砂塊很相似。在鑄件其它部位，則往往出現(xiàn)砂眼或殘缺。產(chǎn)生原因：模樣上有深而小的凹。鑄鋼材料的各向同性和鑄鋼件整體結(jié)構(gòu)性強，因而了工程可靠性。再加上減輕重量的設(shè)計和交貨期短等優(yōu)點，在價格和經(jīng)濟性方有競爭優(yōu)勢。常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂，硅砂的高溫性能不能使用要求時則使用鋯英砂、鉻鐵礦砂、剛玉砂等特種砂。應(yīng)用廣的型砂粘結(jié)劑是粘土，也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或鹽和各種合成樹脂作型砂粘結(jié)劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結(jié)劑及其建立強度的不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學(xué)硬化砂型3種。砂型鑄造用的是和簡單類型的鑄件已延用幾個世紀(jì).砂型鑄造是用來制造大型部件，如灰鑄鐵，球墨鑄鐵,不銹鋼和其它類型鋼材等工序的砂型鑄造。其中主要步驟包括繪畫，模具，制芯，造型，熔化及澆注，清潔等。工藝參數(shù)的選擇加工余量：所謂加工余量，就是鑄件上需要切削加工的表面，應(yīng)預(yù)先留出一定的加工余量，其大小取決于鑄造合金的種類、造型、鑄件大小及加工面在鑄型中的位置等諸多因。 可省去型芯、澆注和冒口；由于時金屬在所產(chǎn)生的離心力作用下，密度大的金屬被推往外壁，而密度小的氣體、熔渣向表面，形成自外向內(nèi)的定向凝固，因此補縮條件好，鑄件組織致密，力學(xué)性能好；便于澆注“雙金屬”軸套和軸瓦，如在鋼套內(nèi)鑲鑄一薄層銅襯套，可節(jié)省價格較貴的銅料；充型能力好；和澆注和冒口方面的消耗。缺點及局限性：鑄件內(nèi)表面粗糙，尺寸誤差大，品質(zhì)差；不適用于密度偏析大的合金（如鉛青銅）及鋁、鎂等合金。鑄造缺陷及其控制鑄件缺陷種類繁多，產(chǎn)生缺陷的原因也十分復(fù)雜。它不僅與鑄型工藝有關(guān)，而且還與鑄造合金的性制、合金的熔煉、造型材料的性能等一系列因素有關(guān)。因此，分析鑄件缺陷產(chǎn)生的原因。鑄鋼件的重量可在很大的范圍內(nèi)變動。重量小者可以是僅幾十克的熔模精密鑄件，而大型鑄鋼件的重量可達數(shù)噸、數(shù)十噸乃至數(shù)百噸。 山東4Cr25Ni35NbW鑄鋼件內(nèi)筒缺點組織不均勻。液態(tài)金屬注入鑄模后與模壁首先的一層液態(tài)金屬因溫度下降快，因此很快凝固成為較細晶粒。隨著與模壁距離的，模壁影響逐漸減弱，晶體沿與模壁相垂直的方向生長成彼此平行的柱狀晶體。在鑄件的中心部位，散熱已無顯著的方向性，且可地朝各個方向生長直至彼此，故形成等軸晶區(qū)。由此可見，鑄件內(nèi)的組織是不均勻的，一般說來，晶粒比較。這也給掛舵臂鑄鋼件制造中的控制，缺陷檢測和修復(fù)提出了更高的要求，◆大型鑄鋼件工藝及常見缺陷分析進行掛舵臂鑄鋼件產(chǎn)品檢驗時。無砂芯，了加工時間,無分型面，設(shè)計靈活，度高,清潔生產(chǎn)，無污染,和生產(chǎn)成本，應(yīng)用:適合成產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種大小較精密鑄件，合金種類不限，生產(chǎn)批量不限，如灰鑄鐵發(fā)動機箱體，高錳鋼彎管等，(10)連續(xù)鑄造(continualcasting)連續(xù)鑄造:是一種先進的鑄造。其原理是將熔融的金屬，不斷澆入一種叫做結(jié)晶器的特殊金屬型中，凝固(結(jié)殼)了的鑄件，連續(xù)不斷地從結(jié)晶器的另一端拉出，它可任意長或特定的長度的鑄件，由于金屬被迅速冷卻，結(jié)晶致密，組織均勻，機械性能,節(jié)約金。 有效地隔絕了金屬液與鑄型界面發(fā)生反應(yīng)，5.煤粉加熱到一定溫度時，干餾出煤焦油成為具有可塑性的膠質(zhì)體，使鑄型的塑性，退讓性，型砂因受熱而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，有利于防止鑄件產(chǎn)生夾砂等缺陷，6.煤粉的加入量主要根據(jù)鑄件的。壁厚，原砂粒度和粘土加入量等情況而定，小型鑄鐵件煤粉加入量一般為6%--8%，如煤粉加入量超過8%，但鑄件仍出現(xiàn)粘砂時，加入1%--2%的重油將可取得良好的效果，在型砂里加煤粉會惡化鑄造車間的勞動條件。因此，出現(xiàn)了許多煤粉代用品，例如近年來國外有的工廠采用碳油膨潤土粉，瀝青膨潤土粉，國內(nèi)有的工廠采用重油等代用品，均取得了良好的效果，鑄鋼件澆注工藝注意事項澆注工藝是鑄鋼件整個生產(chǎn)流程中至關(guān)重要的一個環(huán)。組織不致密。液態(tài)金屬的結(jié)晶以樹枝生長進行，樹枝間的液態(tài)金屬后凝固，但樹枝間很難由金屬全部填滿，造成鑄件普遍存在不致密性。此外，注入模中的液態(tài)金屬在冷卻中及凝固中如體積收縮而未獲足夠的補充，也可形成疏松甚至縮孔。鑄鐵件中的石墨往往以較大尺寸的片狀、球狀或其他形狀出現(xiàn)，也可看成是一種不致密組織。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金屬光澤。產(chǎn)生原因為鋼水在凝固中內(nèi)部應(yīng)力造成，如開箱過早，鑄件凝固收縮時受型砂的阻力等,冷裂紋線條細且直，裂縫內(nèi)表面潔凈且呈金屬光澤或輕微氧化色，能砂芯熱強度(如1000℃時樹脂砂的抗壓強度是水玻璃砂的5~10倍)。嚴(yán)重阻礙砂芯(型)退讓，呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，鑄件的熱裂傾向越大，因為糠醇了樹脂的熱分解溫度，了樹脂的熱分解速度，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。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區(qū)的區(qū)間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產(chǎn)生熱裂缺陷，尤其是框架結(jié)構(gòu)件，用呋喃樹脂砂。 山東4Cr25Ni35NbW鑄鋼件內(nèi)筒表面粗糙。表面一般來說比較粗糙，不能與機加工表面相比，形狀也較復(fù)雜。整個熱處理去應(yīng)力要求封閉操作，并采用耐火材料覆蓋緩冷，圖16焊后熱處理焊后探傷檢查在焊后熱處理后。焊補處及其臨近的母材應(yīng)打磨光滑，使用原來的無損探傷做復(fù)查，以確保修補處的要求，本次缺陷修補，保溫冷卻48小時后按照IACS，REC，69的要求對缺陷周圍進行了超聲波和磁粉探傷，超聲波探傷采用直和斜。盡可能地覆蓋缺陷可能出現(xiàn)的各個方向，經(jīng)無損探傷未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，圖17焊后探傷檢驗缺陷原因分析及改進措施該缺陷位于軸孔中間部位，相對于較厚的兩側(cè)截面，此位置，在凝固中降溫快，凝固，而此時兩側(cè)厚大部位仍有液相存在。形成原因為在凝固中冷卻不均勻，局部應(yīng)力集中，超過金屬的彈性極限。 
