大型鑄鋼件

大型鑄鋼件是用鑄鋼制作的零件就是鑄鋼件了，與鑄鐵性能相似，但比鑄鐵強(qiáng)度好。鑄鋼件在鑄造過(guò)程中易出現(xiàn)氣孔缺陷、角度定位不準(zhǔn)確等缺點(diǎn)，在長(zhǎng)期使用中就有可能出現(xiàn)機(jī)殼斷裂的現(xiàn)象。

大型鑄鋼件的工藝設(shè)計(jì)是鑄造企業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)，工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中合理地使用冷鐵和選擇保溫冒口，可以降低鋼液總量；冷鐵一次性投入后可反復(fù)回收利用；保溫冒口的采購(gòu)成本與節(jié)約鋼液成本之間的關(guān)系要綜合考慮；鑄鋼件工藝模擬的應(yīng)用檢驗(yàn)工藝設(shè)計(jì)，避免原材料的浪費(fèi)，提高工藝一次合格的概率。

采用底注包時(shí)，要求澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、斷面積大，使充型快而平穩(wěn)，流股不宜分散，有利于鑄件的順序凝固和冒口的補(bǔ)縮，不阻礙鑄件的收縮。鑄鋼件的直澆道用耐火磚管砌成。當(dāng)每個(gè)內(nèi)澆道的鋼液流過(guò)量超過(guò)1t時(shí)，內(nèi)澆道和橫澆道也用耐火磚管砌成。鑄鋼件在造型線上澆注小件才使用轉(zhuǎn)包澆注。

鑄鋼件采用補(bǔ)澆的工藝可以結(jié)構(gòu)復(fù)雜的薄壁件不致產(chǎn)生冷隔、缺肉（因?yàn)楸”诩椴恢吕涓?nbsp;  澆注，而在澆注到鋼液升滿冒口時(shí)，由于型內(nèi)存在的氣阻，可能導(dǎo)致型內(nèi)鋼液并未充滿）。補(bǔ)澆后，冒口內(nèi)的整體溫度和壓力都有所提高，補(bǔ)縮能力程度的恢復(fù)。而鑄鋼件采用凝固過(guò)程數(shù)值模擬技術(shù)能夠預(yù)測(cè)大型鑄件在凝固不同時(shí)刻的補(bǔ)縮通道情況，從而能夠預(yù)測(cè)補(bǔ)澆時(shí)機(jī)，鑄件質(zhì)量。

大型鑄鋼件的硬度是影響其磨損的重要因素。一般而言，大型鑄鋼件的于磨料硬度的0.8倍以上，以獲得較好的。大型鑄鋼件硬度是件工作面在磨損后的硬度，而非磨損前的初始硬度。大型鑄鋼件的硬度并非越高越好，某些工況下，過(guò)高的硬度易致顯微裂紋的萌生。提高大型鑄鋼件的硬度有利于的提高。

一般工業(yè)生產(chǎn)線中，大型鑄鋼件具有較強(qiáng)的鑄鋼以主要原料制作而成的一種零部件，在生產(chǎn)過(guò)程中，采用澆注的方式，因此賦予了本品以較大的強(qiáng)度、剛度和可塑性，但是需要嚴(yán)格控制鑄造工藝，以防止產(chǎn)生定位不準(zhǔn)或氣泡現(xiàn)象。大型鑄鋼件根據(jù)采用材質(zhì)的不同又有著多樣的種類，有較強(qiáng)的硬度，與此同時(shí)制造成本也會(huì)相應(yīng)降低；如果是以各種錳、鉻以及銅為主要材料的鑄鋼件，在具有將強(qiáng)能的同時(shí)還會(huì)有較大的沖擊性以及柔韌性，并且經(jīng)過(guò)熱處理后，可以的減少零件的磨損，提高它的使用壽命。

大型鑄鋼件可以采用整體的焊接結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有重量輕、剛度大和工作的優(yōu)點(diǎn)，適用于大中型壓力機(jī)，但工件尺寸受到限制。大型鑄鋼件機(jī)身可以用鋼板和型鋼焊成，也可以采用一些鍛鑄件構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便和剛性好等優(yōu)點(diǎn)，因此獲得廣泛應(yīng)用。整體式框架結(jié)構(gòu)中大型鑄鋼件應(yīng)當(dāng)有適當(dāng)?shù)膱A弧過(guò)渡，以降低應(yīng)力集中，提高疲勞強(qiáng)度。

按照化學(xué)成分鑄鋼可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類。

碳素鑄鋼

一般的，低碳鋼ZG15的熔點(diǎn)較高、鑄造性能差，僅用于制造電機(jī)零件或滲碳零件；中碳鋼ZG25～ZG45，具有高于各類鑄鐵的綜合性能，即、有優(yōu)良的塑性和韌性，因此適于制造形狀復(fù)雜、強(qiáng)度和韌性要求高的零件，如火車車輪、鍛錘機(jī)架和砧座、軋輥和高壓閥門等，是碳素鑄鋼中應(yīng)用   多的一類；高碳鋼ZG55的熔點(diǎn)低，其鑄造性能較中碳鋼的好，但其塑性和韌性較差，僅用于制造少數(shù)的件。

合金鑄鋼

根據(jù)合金元素總量的多少，合金鑄鋼可分為兩低合金鋼和高合金鋼大類。

1）低合金鑄鋼，我國(guó)主要應(yīng)用錳系、錳硅系及鉻系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用來(lái)制造齒輪、水壓機(jī)工作缸和水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等零件，而ZG40Cr1常用來(lái)制造齒輪和軸等重要受力零件。

2）高合金鑄鋼，具有、耐熱或等性能。如高錳鋼ZGMn13，是一種抗磨鋼，主要用于制造在干磨擦工作條件下使用的零件，如挖掘機(jī)的抓斗前壁和抓斗齒、拖拉機(jī)和坦克的履帶等；鉻鎳不銹鋼ZG1Cr18Ni9和鉻不銹鋼ZG1Cr13和ZGCr28等，對(duì)硝酸的性很高，主要用于制造化工、石油、化纖和食品等設(shè)備上的零件。

鑄鋼分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼3類。

①鑄造碳鋼

以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。含碳小于0.2%的為鑄造低碳鋼，含碳0.2%～0.5%的為鑄造中碳鋼，含碳大于0.5%的為鑄造高碳鋼。隨著含碳量的增加，鑄造碳鋼的強(qiáng)度增大，硬度提高。鑄造碳鋼具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性，成本較低，在重型機(jī)械中用于制造承受大負(fù)荷的零件，如軋鋼機(jī)機(jī)架、水壓機(jī)底座等；在鐵路車輛上用于制造受力大又承受沖擊的零件如搖枕、側(cè)架、車輪和車鉤等。

②鑄造低合金鋼

含有錳、鉻、銅等合金元素的鑄鋼。合金元素總量一般小于5%，具有較大的沖擊韌性，并能通過(guò)熱處理獲得   好的機(jī)械性能。鑄造低合金鋼比碳鋼具有較優(yōu)的使用性能，能減小零件質(zhì)量，提高使用壽命。

③鑄造特種鋼

為適應(yīng)需要而煉制的合金鑄鋼，品種繁多，通常含有一種或多種的高量合金元素，以獲得某種性能。例如，含錳11%～14%的高錳鋼能磨損，多用于礦山機(jī)械、工程機(jī)械的零件；以鉻或鉻鎳為主要合金元素的各種不銹鋼，用于在有腐蝕或650℃以上高溫條件下工作的零件，如化工用閥體、泵、容器或大容量電站的汽輪機(jī)殼體等。

鑄件表面及近表面缺陷的檢測(cè)：

1液體滲透檢測(cè)液體滲透檢測(cè)用來(lái)檢查鑄件表面上的各種開口缺陷，如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常用的滲透檢測(cè)是著色檢測(cè)，它是將具有高滲透能力的有色（一般為紅色）液體（滲透劑）浸濕或噴灑在鑄件表面上，滲透劑滲入到開口缺陷里面，擦去表面滲透液層，再將易干的顯示劑（也叫顯像劑）噴灑到鑄件表面上，待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來(lái)后，顯示劑就被染色，從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分布情況。需要指出的是，滲透檢測(cè)的   度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光檢測(cè)效果越好，磨床磨光的表面檢測(cè)   度   高，甚至可以檢測(cè)出晶間裂紋。除著色檢測(cè)外，熒光滲透檢測(cè)也是常用的液體滲透檢測(cè)方法，它需要配置紫外光燈進(jìn)行照射觀察，檢測(cè)靈敏度比著色檢測(cè)高。

2渦流檢測(cè)渦流檢測(cè)適用于檢查表面以下一般不大于6～7MM深的缺陷。渦流檢測(cè)分放置式線圈法和穿過(guò)式線圈法2種。：當(dāng)試件被放在通有交變電流的線圈附近時(shí)，進(jìn)入試件的交變磁場(chǎng)可在試件中感生出方向與激勵(lì)磁場(chǎng)相垂直的、呈渦流狀流動(dòng)的電流（渦流），渦流會(huì)產(chǎn)生一與激勵(lì)磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，使線圈中的原磁場(chǎng)有部分減少，從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷，則渦流的電特征會(huì)發(fā)生畸變，從而檢測(cè)出缺陷的存在，渦流檢測(cè)的主要缺點(diǎn)是不能直觀顯示探測(cè)出的缺陷大小和形狀，一般只能確定出缺陷所在表面位置和，另外它對(duì)工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度不如滲透檢測(cè)。

3磁粉檢測(cè)磁粉檢測(cè)適合于檢測(cè)表面缺陷及表面以下數(shù)毫米深的缺陷，它需要直流（或交流）磁化設(shè)備和磁粉（或磁懸浮液）才能進(jìn)行檢測(cè)操作。磁化設(shè)備用來(lái)在鑄件內(nèi)外表面產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁粉或磁懸浮液用來(lái)顯示缺陷。當(dāng)在鑄件范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí)，磁化區(qū)域內(nèi)的缺陷就會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，當(dāng)撒上磁粉或懸浮液時(shí)，磁粉被吸住，這樣就可以顯示出缺陷來(lái)。這樣顯示出的缺陷基本上都是橫切磁力線的缺陷，對(duì)于平行于磁力線的長(zhǎng)條型缺陷則顯示不出來(lái)，為此，操作時(shí)需要不斷改變磁化方向，以能夠檢查出未知方向的各個(gè)缺陷。

2鑄件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)對(duì)于內(nèi)部缺陷，常用的無(wú)損檢測(cè)方法是射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)。其中射線檢測(cè)效果   好，它能夠反映內(nèi)部缺陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像，但對(duì)于大厚度的大型鑄件，超聲檢測(cè)是很的，可以比較   地測(cè)出內(nèi)部缺陷的位置、當(dāng)量大小和分布情況。

1射線檢測(cè)（微焦點(diǎn)XRAY）

射線檢測(cè)，一般用X射線或γ射線作為射線源，因此需要產(chǎn)生射線的設(shè)備和其他附屬設(shè)施，當(dāng)工件置于射線場(chǎng)照射時(shí)，射線的輻射強(qiáng)度就會(huì)受到鑄件內(nèi)部缺陷的影響。穿過(guò)鑄件射出的輻射強(qiáng)度隨著缺陷大小、性質(zhì)的不同而有局部的變化，形成缺陷的射線圖像，通過(guò)射線膠片予以顯像記錄，或者通過(guò)熒光屏予以實(shí)時(shí)檢測(cè)觀察，或者通過(guò)輻射計(jì)數(shù)儀檢測(cè)。其中通過(guò)射線膠片顯像記錄的方法是   常用的方法，也就是通常所說(shuō)的射線照相檢測(cè)，射線照相所反映出來(lái)的缺陷圖像是直觀的，缺陷形狀、大小、數(shù)量、平面位置和分布范圍都能呈現(xiàn)出來(lái)，只是缺陷一般不能反映出來(lái)，需要采取措施和計(jì)算才能確定?，F(xiàn)在出現(xiàn)應(yīng)用射線計(jì)算機(jī)層析照相方法，由于設(shè)備比較昂貴，使用成本高，目前還無(wú)法普及，但這種代表了高清晰度射線檢測(cè)技術(shù)未來(lái)發(fā)展的方向。此外，使用近似點(diǎn)源的微焦點(diǎn)X射線系統(tǒng)實(shí)際上也可較大焦點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生的模糊邊緣，使圖像輪廓清晰。使用數(shù)字圖像系統(tǒng)可提高圖像的信噪比，進(jìn)一步提高圖像清晰度。