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精彩詞條鑄鋼件
補(bǔ)充:0 瀏覽:8314 發(fā)布時間:2014-9-25
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。鑄鋼件在鑄造過程中易出現(xiàn)氣泡、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(jī)殼斷裂的現(xiàn)象。 鑄鋼 用以澆注鑄件的鋼。鑄造合金的一種。鑄鋼分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼3類。 、勹T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。 、阼T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,并能通過熱處理獲得更好的機(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。 、坭T造特種鋼。 為適應(yīng)特殊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,以獲得某種特殊性能。例如 ,含錳11%~14%的高錳鋼能耐沖擊磨損,多用于礦山機(jī)械、工程機(jī)械的耐磨零件;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。鑄鋼件1 鑄件表面及近表面缺陷的檢測 1.1 液體滲透檢測 液體滲透檢測用來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。常用的滲透檢測是著色檢測,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,快速擦去表面滲透液層,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,滲透檢測的精確度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低,即表面越光檢測效果越好,磨床磨光的表面檢測精確度最高,甚至可以檢測出晶間裂紋。除著色檢測外,熒光滲透檢測也是常用的液體滲透檢測方法,它需要配置紫外光燈進(jìn)行照射觀察,檢測靈敏度比著色檢測高。 1.2 渦流檢測 渦流檢測適用于檢查表面以下一般不大于6~7MM深的缺陷。渦流檢測分放置式線圈法和穿過式線圈法2種。:當(dāng)試件被放在通有交變電流的線圈附近時,進(jìn)入試件的交變磁場可在試件中感生出方向與激勵磁場相垂直的、呈渦流狀流動的電流(渦流),渦流會產(chǎn)生一與激勵磁場方向相反的磁場,使線圈中的原磁場有部分減少,從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷,則渦流的電特征會發(fā)生畸變,從而檢測出缺陷的存在,渦流檢測的主要缺點是不能直觀顯示探測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深度,另外它對工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度不如滲透檢測。 1.3 磁粉檢測 磁粉檢測適合于檢測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)行檢測操作。磁化設(shè)備用來在鑄件內(nèi)外表面產(chǎn)生磁場,磁粉或磁懸浮液用來顯示缺陷。當(dāng)在鑄件一定范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場時,磁化區(qū)域內(nèi)的缺陷就會產(chǎn)生漏磁場,當(dāng)撒上磁粉或懸浮液時,磁粉被吸住,這樣就可以顯示出缺陷來。這樣顯示出的缺陷基本上都是橫切磁力線的缺陷,對于平行于磁力線的長條型缺陷則顯示不出來,為此,操作時需要不斷改變磁化方向,以保證能夠檢查出未知方向的各個缺陷。 2 鑄件內(nèi)部缺陷的檢測 對于內(nèi)部缺陷,常用的無損檢測方法是射線檢測和超聲檢測。其中射線檢測效果最好,它能夠得到反映內(nèi)部缺陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像,但對于大厚度的大型鑄件,超聲檢測是很有效的,可以比較精確地測出內(nèi)部缺陷的位置、當(dāng)量大小和分布情況。 2.1 射線檢測(微焦點XRAY) 射線檢測,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)工件置于射線場照射時,射線的輻射強(qiáng)度就會受到鑄件內(nèi)部缺陷的影響。穿過鑄件射出的輻射強(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,通過射線膠片予以顯像記錄,或者通過熒光屏予以實時檢測觀察,或者通過輻射計數(shù)儀檢測。其中通過射線膠片顯像記錄的方法是最常用的方法,也就是通常所說的射線照相檢測,射線照相所反映出來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,只是缺陷深度一般不能反映出來,需要采取特殊措施和計算才能確定,F(xiàn)在出現(xiàn)應(yīng)用射線計算機(jī)層析照相方法,由于設(shè)備比較昂貴,使用成本高,目前還無法普及,但這種新技術(shù)代表了高清晰度射線檢測技術(shù)未來發(fā)展的方向。此外,使用近似點源的微焦點X射線系統(tǒng)實際上也可消除較大焦點設(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。 安全生產(chǎn)技術(shù) 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,即強(qiáng)度高、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)用最多的一類;高碳鋼ZG55的熔點低,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)的耐磨件。 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,我國主要應(yīng)用錳系、錳硅系及鉻系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用來制造齒輪、水壓機(jī)工作缸和水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等零件,而ZG40Cr1常用來制造高強(qiáng)度齒輪和高強(qiáng)度軸等重要受力零件。 (2) 高合金鑄鋼,具有耐磨、耐熱或耐腐蝕等特殊性能。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,對硝酸的耐腐蝕性很高,主要用于制造化工、石油、化纖和食品等設(shè)備上的零件。 鑄鋼的鑄造工藝特點 鑄鋼的機(jī)械性能比鑄鐵高,但其鑄造性能卻比鑄鐵差。因為鑄鋼的熔點較高,鋼液易氧化、鋼水的流動性差、收縮大,其體收縮率為10~14%,線收縮為1.8~2.5%。為防止鑄鋼件產(chǎn)生澆不足、冷隔、縮孔和縮松、裂紋及粘砂等缺陷,必須采取比鑄鐵復(fù)雜的工藝措施: 1、由于鋼液的流動性差,為防止鑄鋼件產(chǎn)生冷隔和澆不足,鑄鋼件的壁厚不能小于8mm;澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)力求簡單、且截面尺寸比鑄鐵的大;采用干鑄型或熱鑄型;適當(dāng)提高澆注溫度,一般為1520°~1600℃,因為澆注溫度高,鋼水的過熱度大、保持液態(tài)的時間長,流動性可得到改善。但是澆溫過高,會引起晶粒粗大、熱裂、氣孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形狀復(fù)雜的鑄件,其澆注溫度約為鋼的熔點溫度+150℃;大型、厚壁鑄件的澆注溫度比其熔點高出 100℃左右。 2、由于鑄鋼的收縮大大超過鑄鐵,為防止鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷,在鑄造工藝上大都采用冒口和、冷鐵和補(bǔ)貼等措施,以實現(xiàn)順序凝固。 此外,為防止鑄鋼件產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷,應(yīng)使其壁厚均勻、避免尖角和直角結(jié)構(gòu)、在鑄型用型砂中加鋸末、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性。 鑄鋼的熔點高,相應(yīng)的其澆注溫度也高。高溫下鋼水與鑄型材料相互作用,極易產(chǎn)生粘砂缺陷。因此,應(yīng)采用耐火度較高的人造石英砂做鑄型,并在鑄型表面刷由石英粉或鋯砂粉制得的涂料。為減少氣體來源、提高鋼水流動性及鑄型強(qiáng)度,大多鑄鋼件用干型或快干型來鑄造,如采用CO2硬化的水玻璃砂型。 鑄鋼件的熱處理 鑄鋼件均應(yīng)在熱處理后使用。因為鑄態(tài)下的鑄鋼件內(nèi)部存在氣孔、裂紋、縮孔和縮松、晶粒粗大、組織不均及殘余內(nèi)應(yīng)力等鑄造缺陷,使鑄鋼件的強(qiáng)度、尤其是塑性和韌性大大降低。 為細(xì)化晶粒、均勻組織及消除內(nèi)應(yīng)力,鑄鋼件必須進(jìn)行正火或退火處理。正火處理后的鋼,其機(jī)械性能較退火后的高,成本也較低,所以應(yīng)用較多。但由于正火處理會引起較退火大的內(nèi)應(yīng)力,只適用于含碳量小于0.35%的鑄鋼件。因為低碳鑄鋼件的塑性好,冷卻時不易開裂。為減小內(nèi)應(yīng)力,鑄鋼件在正火后,還應(yīng)進(jìn)行高溫回火。對于含碳量≥0.35%的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及易產(chǎn)生裂紋的鑄鋼件,只能進(jìn)行退火處理。鑄鋼件不宜淬火,否則極易開裂。 鑄鋼的熔煉 鑄鋼的熔煉一般采用平爐,電弧爐和感應(yīng)爐等。平爐的特點是容量大、可利用廢鋼作原料、能準(zhǔn)確控制鋼的成分并能熔煉優(yōu)質(zhì)鋼及低合金鋼,多用于熔煉質(zhì)量要求高的、大型鑄鋼件用的鋼液。 三相電弧爐的開爐和停爐操作方便,能保證鋼液的成分和質(zhì)量、對爐料的要求不甚嚴(yán)格、容易升溫,故能煉優(yōu)質(zhì)鋼、高級合金鋼和特殊鋼等,是生產(chǎn)成型鑄鋼件的常用設(shè)備。 此外,采用工頻或中頻感應(yīng)爐,能熔煉各種高級合金鋼和碳含量極低的鋼。感應(yīng)爐的熔煉速度快、合金元素?zé)龘p小、能源消耗少、且鋼液質(zhì)量高,即雜質(zhì)含量少、夾雜少,適于小型鑄鋼車間采用。 鑄鋼的分類 按照化學(xué)成分鑄鋼可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類。 1.碳素鑄鋼 一般的,低碳鋼ZG15的熔點較高、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,即強(qiáng)度高、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)用最多的一類;高碳鋼 ZG55的熔點低,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)的耐磨件。 2.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,我國主要應(yīng)用錳系、錳硅系及鉻系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用來制造齒輪、水壓機(jī)工作缸和水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等零件,而ZG40Cr1常用來制造高強(qiáng)度齒輪和高強(qiáng)度軸等重要受力零件。 (2) 高合金鑄鋼,具有耐磨、耐熱或耐腐蝕等特殊性能。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,對硝酸的耐腐蝕性很高,主要用于制造化工、石油、化纖和食品等設(shè)備上的零件。 其他補(bǔ)充 |
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