或?qū)渲男?，使樹脂具有熱塑性。讓呋喃樹脂在高溫時(shí)不結(jié)焦或少結(jié)焦，從而保證其有良好的高溫容讓性，(2)在呋喃樹脂砂中加入附加物，使樹脂砂具有熱塑性,或者在收縮受阻嚴(yán)重處，加入木粉，泡沫珠粒,或者在鑄型中相應(yīng)部位放塑性好的退讓塊，其高溫退讓性。(3)采用固化劑，因?yàn)榛撬犷惞袒瘎┤菀滓痂T件表面滲硫，在鑄件表面引起微裂紋，成為龜裂源，(4)使用熱系數(shù)較小的造型材料，如用鉻鐵礦砂等代替石英砂等，(5)減薄砂芯(型)的砂層厚度，如采用中空砂芯。例如:某類閥門鑄件，僅僅通過(guò)減薄型芯砂層厚度，改變芯骨的連接，就了鑄件的熱裂缺陷，(6)在易產(chǎn)生裂紋的地方合理使用冷鐵或找其它激冷措施，(7)采用能有效滲硫的涂。鑄件在凝固和冷卻中，由于收縮受阻，各部位冷卻速度不同以及組織轉(zhuǎn)變引起 體積變化等原因，不可避免的會(huì)在鑄件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。鑄件內(nèi)應(yīng)力會(huì)使鑄件在存放、后 序加工及使用中產(chǎn)生裂紋或變形，鑄件的尺寸精度和使用性能，甚至使鑄件報(bào)廢。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(shí)，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(guò)8%，但鑄件仍出現(xiàn)粘砂時(shí)，加入1%--2%的重油將可取得良好的效果，在型砂里加煤粉會(huì)惡化鑄造車間的勞動(dòng)條件。因此，出現(xiàn)了許多煤粉代用品，例如近年來(lái)國(guó)外有的工廠采用碳油膨潤(rùn)土粉，瀝青膨潤(rùn)土粉，國(guó)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(xiàng)澆注工藝是鑄鋼件整個(gè)生產(chǎn)流程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)。因此，對(duì)于有較大鑄造殘留應(yīng)力的鑄件，尤其是形狀復(fù)雜的大型鑄件，應(yīng)在機(jī)械加工 前進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力處理。鑄件在焊補(bǔ)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此，焊補(bǔ)后的鑄件也應(yīng)進(jìn)行 內(nèi)應(yīng)力處理。為使樹脂砂，尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂，可采取以下幾個(gè)方面的措施:合金方面(1)控制鑄件的含硫量。宜在0.03%以下，并且避免鑄件中出現(xiàn)Ⅱ型硫化物，(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態(tài)，即Ⅰ型，Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續(xù)狀，容易引起鑄件熱裂，)通過(guò)錳硫比來(lái)改變硫的分布型態(tài)，(2)對(duì)于碳鋼件。應(yīng)使S+P≤0.07%，因?yàn)榱蚺c磷的疊加作用，使熱裂傾向性，(3)用A1脫氧時(shí)，應(yīng)將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%,過(guò)高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現(xiàn)[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力，(4)使鋼的晶粒能細(xì)化，如在鋼液中加入稀土和硅鈣，因?yàn)樵诓僮饕?guī)程中已經(jīng)對(duì)那些基本的操作做出了詳細(xì)的規(guī)定及實(shí)施方。
陜西ZG0Cr25Ni20鑄鋼件給煤機(jī)噴口常采用的鑄件內(nèi)應(yīng)力處理是自然時(shí)效和人工時(shí)效。自然時(shí)效是將鑄件 平穩(wěn)地放置在空地上，一般放置6-18個(gè)月，好經(jīng)過(guò)夏季和冬季。大型鑄鐵件，如床 身，機(jī)架等一般采用這種時(shí)效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方，掛舵臂鑄鋼件是船舶上使用的重要結(jié)構(gòu)部件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，截面不規(guī)則，是支撐和懸掛舵結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，在使用中要受到較大的彎曲疲勞應(yīng)力，掛舵臂的好壞直接關(guān)系到整艘船舶的建造進(jìn)度和。并影響船舶整個(gè)壽命周期的航行安全，近年來(lái)，隨著32.5/40萬(wàn)噸礦砂船，30.8萬(wàn)噸油船及2.0/2.1萬(wàn)箱集裝箱船的大量建造，船舶的大型化趨勢(shì)日益明顯，船舶的大型化也意味著掛舵臂鑄鋼件的大型化，以CCS檢驗(yàn)的32.5萬(wàn)噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件為例。單體粗加工交貨狀態(tài)下重量達(dá)到了205噸，所需總鋼水量達(dá)到330噸，使用多達(dá)4爐鋼水澆。。自然時(shí)效鑄件尺寸的效果比人工時(shí)效好，但周 期長(zhǎng)，因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時(shí)效來(lái)內(nèi)應(yīng)力。人工時(shí)效通 常指對(duì)鑄件進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力回火，即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時(shí)間，使 鑄件各部位溫度均勻化，從而釋放鑄件內(nèi)應(yīng)力，使鑄件尺寸趨于，然后使鑄件在爐內(nèi) 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外，振動(dòng)時(shí)效作為一種鑄件內(nèi)應(yīng)力的 新工藝，由于其能耗和處理成本較低，且在內(nèi)應(yīng)力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著，也越來(lái)越受到。整個(gè)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(bǔ)處及其臨近的母材應(yīng)打磨光滑，使用原來(lái)的無(wú)損探傷做復(fù)查，以確保修補(bǔ)處的要求，本次缺陷修補(bǔ)，保溫冷卻48小時(shí)后按照IACS，REC，69的要求對(duì)缺陷周圍進(jìn)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(gè)方向，經(jīng)無(wú)損探傷未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，圖17焊后探傷檢驗(yàn)缺陷原因分析及改進(jìn)措施該缺陷位于軸孔中間部位，相對(duì)于較厚的兩側(cè)截面，此位置，在凝固中降溫快，凝固，而此時(shí)兩側(cè)厚大部位仍有液相存在。形成原因?yàn)樵谀讨欣鋮s不均勻，局部應(yīng)力集中，超過(guò)金屬的彈性極限。
要從具體情況出發(fā)，根據(jù)缺陷的特征、位置、采用的工藝和所用型砂等因素，進(jìn)行綜合分析，然后采取相應(yīng)的技術(shù)措施，防止和缺陷。1.澆不到鑄件局部有殘缺、常出現(xiàn)在薄壁部位、離澆道遠(yuǎn)部位或鑄件上部。殘缺的邊角圓滑光亮不粘砂。產(chǎn)生原因：澆注溫度低、澆注速度太慢或斷續(xù)澆注；橫澆道、內(nèi)澆道截面積?。昏F水成分中碳、硅含量過(guò)低；型砂中水分、煤粉含量過(guò)多，發(fā)氣量大，或含泥量太高，透氣性不良；上砂型高度不夠，鐵水壓力不足。防止：澆注溫度、加快澆注速度，防止斷續(xù)澆注；加大橫澆道和內(nèi)澆道的截面積；爐后配料，適當(dāng)碳、硅含量；鑄型中加強(qiáng)排氣，型砂中的煤粉，有機(jī)物加入量；上砂箱高度。2.未澆滿鑄件上部殘。白口鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力退火合金元素含量高的高合金白口鑄鐵，尤其是高硅鑄鐵和高鉻鑄鐵，由于熱導(dǎo)率低和 線收縮率大，鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應(yīng)力，如不及時(shí)退火予以，極易在放 置、運(yùn)輸、加工和使用中自行開裂，所以必須進(jìn)行人工時(shí)效。可以幫助驗(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。
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。高合金白口鑄鐵的人工時(shí)效工藝，一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃，保溫一段時(shí)間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復(fù)雜和導(dǎo)熱性極差的鑄件，加熱速度和冷卻速度取下限；一般鑄件的加熱 速度和冷卻速度取上限。保溫時(shí)間t=δ/25（h），式中δ為鑄件厚度（mm）。
以下是實(shí)際生產(chǎn)中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時(shí)效規(guī)范。這個(gè)不算什么的要求卻使得產(chǎn)品一下子了一個(gè)很大的臺(tái)階，本來(lái)在鑄鋼件的一些部位存在有少量的氣孔是不會(huì)影響到使用效果的。這種情況就好像我們常見的空心結(jié)構(gòu)比實(shí)心結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不差一樣，但是我們不要想讓市場(chǎng)要求適應(yīng)我們而是我們?nèi)ミm應(yīng)市場(chǎng)要求，所以解決鑄鋼件的氣孔問(wèn)題就成了我們現(xiàn)階段迫切需要的了，鑄鋼件生產(chǎn)是一個(gè)多工序共同努力才能完成的工作。影響產(chǎn)品的因素是多方面的，造成氣孔產(chǎn)生的原因也是多方面的，為了能夠讓人更好的理解氣孔的產(chǎn)生原因和，需要我們來(lái)從各個(gè)方面逐一進(jìn)行分析和找出解決的辦法以爭(zhēng)取這類問(wèn)題的產(chǎn)生，冶煉原材料的控制是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。先說(shuō)冶煉的原材料，應(yīng)結(jié)合工藝梳理其制造難點(diǎn)和易出現(xiàn)的問(wèn)。
鑄件在金屬型內(nèi)收縮量愈大，取出采用困難，而且鑄件易產(chǎn)生大的內(nèi)應(yīng)力和裂紋。通常鑄鐵件的出型溫度700～950℃，開型時(shí)間為澆注后10～60秒。優(yōu)點(diǎn)：與砂型鑄造相比，金屬型鑄造有如下優(yōu)點(diǎn)：復(fù)用性好，可“一型多鑄”，節(jié)省了造型材料和造型工時(shí)。由于金屬型對(duì)鑄件的冷卻能力強(qiáng)，使鑄件的組織致密、機(jī)械性能高。鑄件的尺寸精度高，公差等級(jí)為IT12～I(xiàn)T14；表面粗糙度較低，Ra為6.3m。金屬型鑄造不用砂或用砂少，了勞動(dòng)條件。缺點(diǎn)及局限性：金屬型的制造成本高、周期長(zhǎng)、工藝要求嚴(yán)格，不適用于單件小批量鑄件的生產(chǎn)，主要適用于有色合金鑄件的大批量生產(chǎn)，如飛機(jī)、汽車、內(nèi)燃機(jī)、摩托車等用的鋁、汽缸體、汽缸蓋、油泵殼體及銅合金的軸瓦、軸套。高硅鑄鐵件（ω（C）=0.3%-0.8% , ω（Si）=14.5%、ω（Mn）=0.3%-0.8%、ω（S）≤0.07%、ω（P）≤0.1%）。簡(jiǎn)單的中、小鑄件以100℃/h 的加熱速度升溫至 850℃-900℃，保溫1-2h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻；形狀較復(fù)雜的鑄件，應(yīng)在凝固后冷卻至700℃左右時(shí)即出型送入已預(yù)熱到該溫度的退火爐中，然后升溫至780-850℃，保溫2-4h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻。產(chǎn)生原因：緊實(shí)度不夠或不勻；面砂強(qiáng)度不夠、或型砂水分過(guò)高；液態(tài)金屬壓頭過(guò)大、澆注速度太快。防止：鑄型緊實(shí)度、避免局部過(guò)松；混砂工藝、控制水分，型砂強(qiáng)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(guò)大，造成跑火——鐵水自分型面外溢，嚴(yán)重時(shí)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(guò)早；澆注過(guò)快，沖擊力過(guò)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。
或?qū)渲男裕箻渲哂袩崴苄?。讓呋喃樹脂在高溫時(shí)不結(jié)焦或少結(jié)焦，從而保證其有良好的高溫容讓性，(2)在呋喃樹脂砂中加入附加物，使樹脂砂具有熱塑性,或者在收縮受阻嚴(yán)重處，加入木粉，泡沫珠粒,或者在鑄型中相應(yīng)部位放塑性好的退讓塊，其高溫退讓性。(3)采用固化劑，因?yàn)榛撬犷惞袒瘎┤菀滓痂T件表面滲硫，在鑄件表面引起微裂紋，成為龜裂源，(4)使用熱系數(shù)較小的造型材料，如用鉻鐵礦砂等代替石英砂等，(5)減薄砂芯(型)的砂層厚度，如采用中空砂芯。例如:某類閥門鑄件，僅僅通過(guò)減薄型芯砂層厚度，改變芯骨的連接，就了鑄件的熱裂缺陷，(6)在易產(chǎn)生裂紋的地方合理使用冷鐵或找其它激冷措施，(7)采用能有效滲硫的涂。高鉻鑄鐵件（ω（C）=0.5%-1.0% , ω（Si）=0.5%-1.3%、ω（Mn）=0.5%-0.8%、ω（Cr）=26%-30%、ω（S）≤0.08%、ω（P）≤0.1%）或ω（C）=1.5%-2.2% , ω（Si）=1.3%-1.7%、ω（Mn）=0.5%-0.8%、ω（Cr）=32%-36%、ω（S）≤0.1%、ω（P）≤0.1%）,將鑄件加熱至820-850℃鑄件溫度在500℃ 以下時(shí)加熱速度為20℃/h，鑄件溫度在500℃以上時(shí)加熱速度為50℃/h保溫，保溫時(shí)間 保溫時(shí)間t=δ/25（h），式中δ為鑄件厚度（mm），然后以25-40℃/h的冷卻速度隨爐冷卻至100-150℃出爐空冷。而應(yīng)采用雙晶直或斜。相控陣超聲檢測(cè)技術(shù)(PAUT)的使用PAUT技術(shù)也被用于32.5萬(wàn)噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件的超聲波探傷中，PAUT是一種依據(jù)設(shè)定的聚焦法則對(duì)陣列各個(gè)單元在發(fā)射或接收聲波時(shí)施加不同的時(shí)間(或電壓)，通過(guò)波束形成實(shí)現(xiàn)檢測(cè)聲束的。偏轉(zhuǎn)和聚焦等功能的超聲檢測(cè)成像技術(shù)，通過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PAUT技術(shù)可有效檢測(cè)出鑄鋼件軸孔位置所關(guān)注區(qū)域的內(nèi)部缺陷，與的A脈沖超聲波檢測(cè)技術(shù)結(jié)果基本一致，的A脈沖超聲波檢測(cè)技術(shù)無(wú)法直接快速判斷缺陷的形狀。需要與試塊進(jìn)行對(duì)比，且探傷結(jié)果無(wú)法數(shù)字化儲(chǔ)存,使用PAUT技術(shù)C掃描成像的缺陷檢測(cè)，可以更加準(zhǔn)確的判斷缺陷的形狀，鑄件結(jié)構(gòu)方面鑄件的形狀與尺。
陜西ZG0Cr25Ni20鑄鋼件給煤機(jī)噴口 煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。故有人稱這種型砂為煤粉砂，加入煤粉主要是為了鑄鐵件的表面，防止鑄件產(chǎn)生粘砂，夾砂等缺陷，其作用原理目前有以下幾種看法:1.煤粉受熱產(chǎn)生大量的還原性氣體，防止鐵液被氧化，或防止金屬氧化物與造型材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產(chǎn)生大量的氣體，使金屬液與鑄型材料之間和囪?？紫吨械臍怏w壓力猛增，有效地防止液態(tài)金屬的滲入，3.煤粉受熱軟化，結(jié)焦變成膠質(zhì)體，堵塞或砂粒的孔隙，使液態(tài)金屬難以滲入。4.煤粉中的揮發(fā)分在400℃以上的還原性下裂解成光亮碳，它是一種微晶碳或不定型石墨，不被鐵液及其他氧化物，就會(huì)形成熱。球墨鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力時(shí)效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對(duì)凝固冷卻速度非常，其鑄件內(nèi)應(yīng)力一般比灰鑄鐵件高1-2倍，與白口鑄鐵相近。因此，對(duì)形狀復(fù)雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件，即使無(wú)特殊 的熱處理要求，一般也應(yīng)進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效處理。球墨鑄鐵件的應(yīng)力傾向 比灰鑄鐵小，且與其基體組織有關(guān)，其低溫時(shí)效回火的工藝要點(diǎn)是：將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時(shí)間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍，于200-250℃出爐空冷。但目前 國(guó)內(nèi)鑄造廠家多采用鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵件，對(duì)這類球墨鑄鐵件一般不需要 進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效回火處理。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。
