可以幫助驗船師在檢驗中關注產(chǎn)品易出現(xiàn)的問題，更好地把控產(chǎn)品，以32.5萬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流程工藝和短流程工藝，其中長流程工藝以鐵礦石，焦炭等為原料，采用燒結爐，高爐和轉爐等設備進行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料，利用電爐設備進行煉鋼，目前，船級社(CCS)認可的國內(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)氣量會增大，鋼水溫度高吸氣量會增。壓鑄為CT5~7）；可以金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著產(chǎn)品的成形表面和配合表面的加工量，節(jié)省加工臺時和刃具材料的消耗；能限度地毛坯與零件之間的相似程度，為零件的結構設計帶來很大方便。鑄造形狀復雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復雜的鑄件，也能鑄造壁厚為0.5mm、重量小至1g的鑄件，還可以鑄造組合的、整體的鑄件；不受合金材料的。熔模鑄造法可以鑄造碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、銅合金和鋁合金鑄件，還可以鑄造高溫合金、鎂合金、鈦合金以及等材料的鑄件。對于難以鍛造、焊接和切削加工的合金材料，特別適宜于用精鑄鑄造；生產(chǎn)靈活性高、適應性強熔模鑄造既適用于大批量生產(chǎn)，也適用小批量生產(chǎn)甚至單件生。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)象壓鑄為CT5~7）；可以金屬材料的利用率。熔模鑄造能顯著產(chǎn)品的成形表面和配合表面的加工量，節(jié)省加工臺時和刃具材料的消耗；能限度地毛坯與零件之間的相似程度，為零件的結構設計帶來很大方便。鑄造形狀復雜的鑄件熔模鑄造能鑄出形狀十分復雜的鑄件，也能鑄造壁厚為0.5mm、重量小至1g的鑄件，還可以鑄造組合的、整體的鑄件；不受合金材料的。熔模鑄造法可以鑄造碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵、銅合金和鋁合金鑄件，還可以鑄造高溫合金、鎂合金、鈦合金以及等材料的鑄件。對于難以鍛造、焊接和切削加工的合金材料，特別適宜于用精鑄鑄造；生產(chǎn)靈活性高、適應性強熔模鑄造既適用于大批量生產(chǎn)，也適用小批量生產(chǎn)甚至單件生。。
北京ZG3Cr18Mn12Si2N鑄鋼件煤粉噴口鑄鋼件的優(yōu)點之一是設計的靈活性，設計人員對鑄件的形狀和尺寸有大的設計選擇，特別是形狀復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，從圖樣到成品的轉化速度很快，有利于快速報價響應和交貨期的縮短。形狀和的完善化設計、小的應力集中系數(shù)以及整體結構性強等特點，都體現(xiàn)鑄鋼件設計的靈活性和工藝優(yōu)勢：采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫，從而加大熱裂傾向性，高溫金屬凝固時產(chǎn)生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力。使鑄件產(chǎn)生應力和變形，而合金表面增硫，又了抗熱裂的能力，當應力或變形超過合金在該溫度下的強度極限或變形能力時，超聲波探傷根據(jù)CCS的相關要求，鑄鋼件超聲波檢測時依據(jù)的為IACSRec，69(優(yōu)先)。GB/T7233及ASTMA609，由于鑄鋼件晶粒，不易選擇太高的探測，超聲波掃查應采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的，應合理選擇適合的，在平行截面處，應選擇直用于探測耦合情況和材料的衰減情況,在機加工表面。應選用雙晶直做25mm深度范圍的近表面檢查,在機加工。 煤粉在型砂中的作用和應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)生化學反應。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粒孔隙中的氣體壓力猛增，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，就會形成熱。鑄鋼件冶金制造適應性和可變性強，可以選擇不同的化學成分和組織控制，適應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)選擇力學性能和使用性能，并有良好的焊接性能和加工性能。或?qū)渲男?，使樹脂具有熱塑性。讓呋喃樹脂在高溫時不結焦或少結焦，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,或者在收縮受阻嚴重處，加入木粉，泡沫珠粒,或者在鑄型中相應部位放塑性好的退讓塊，其高溫退讓性。(3)采用固化劑，因為磺酸類固化劑容易引起鑄件表面滲硫，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。 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，進行綜合分析，然后采取相應的技術措施，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、硅含量過低；型砂中水分、煤粉含量過多，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，適當碳、硅含量；鑄型中加強排氣，型砂中的煤粉，有機物加入量；上砂箱高度。2.未澆滿鑄件上部殘。鑄鋼材料的各向同性和鑄鋼件整體結構性強，因而了工程可靠性。再加上減輕重量的設計和交貨期短等優(yōu)點，在價格和經(jīng)濟性方有競爭優(yōu)勢。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構特點。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那樣可適用于鑄鋼件所有的復雜表面。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實例進行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。 (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，工序簡化和等優(yōu)點，是一種節(jié)能型的，具有潛在應用前景的金屬成形技術，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,便于實現(xiàn)機械化，自動化，應用:可用于生產(chǎn)各種類型的合金。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(又稱實型鑄造):是將與鑄件尺寸形狀相似的石蠟或泡沫模型粘結組合成模型。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。 北京ZG3Cr18Mn12Si2N鑄鋼件煤粉噴口缺點組織不均勻。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。推動金屬液通過鵝頸管進入型腔。金屬液凝固后，壓鑄模具打開，取出鑄件，完成一個壓鑄循環(huán)。壓鑄工藝流程圖優(yōu)點：產(chǎn)品好。鑄件尺寸精度高，一般相當于6~7級，甚至可達4級；表面光潔度好，一般相當于5~8級；強度和硬度較高，強度一般比砂型鑄造25~30%，但延伸率約70%；尺寸，互換性好；可壓鑄薄壁復雜的鑄件；生產(chǎn)效率高。機器生產(chǎn)率高，例如國產(chǎn)JⅢ3型冷空壓鑄機平均八小時可壓鑄600～700次，小型熱室壓鑄機平均每八小時可壓鑄3000~7000次；壓鑄型壽命長，一付壓鑄型，壓鑄鐘合金，壽命可達幾十萬次，甚至上百萬次；易實現(xiàn)機械化和自動化；經(jīng)濟效果優(yōu)良。由于壓鑄件尺寸，表泛光潔等優(yōu)點。一般不再進行機械加工而直接使。 否則稱為[冷軋"。壓延是金屬加工中常用的手段，壓力鑄造的實質(zhì)是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型，隨著時間，兩側逐漸凝固會產(chǎn)生收縮應力，兩側的應力會在此缺陷位置集中，但由于鑄件溫度較高。并無較度，在應力拉扯情況下，容易開裂，再者，若此位置再有夾砂之類的缺陷，便有了裂紋源，在應力集中的情況下，更容易產(chǎn)生熱裂紋，為了避免此位置再次出現(xiàn)裂紋，在后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)中在此位置割筋，割筋冷卻速度較快。在一定的時間內(nèi)便會具有較高的強度，可以有效由于應力過大產(chǎn)生裂紋的傾向，型腔清潔程度，裂紋源，在此改進措施下，該系列船后續(xù)產(chǎn)品在該位置未再次產(chǎn)生裂紋，控。組織不致密。液態(tài)金屬的結晶以樹枝生長進行，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?？墒∪バ托尽沧⒑兔翱?；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雜。它不僅與鑄型工藝有關，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。因此，分析鑄件缺陷產(chǎn)生的原因。 北京ZG3Cr18Mn12Si2N鑄鋼件煤粉噴口表面粗糙。表面一般來說比較粗糙，不能與機加工表面相比，形狀也較復雜。有效地隔絕了金屬液與鑄型界面發(fā)生反應，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)流程中至關重要的一個環(huán)。 
