山東ZG240-450B鑄鋼件大口徑厚壁無縫管

CO2氣體流量20-25L/min，焊接控制(1)焊接避開風口，焊接電流嚴格控制在規定范圍之內,(2)焊接時控制層間溫度為150-200℃,(3)填充焊控制焊接速度不要過快。不應產生弧坑以免產生裂紋,(4)焊接時范圍≤14mm，打底焊不允許,(5)每層焊后均需清理焊道,(6)焊補中如果發現有裂紋，未熔合，未焊透，夾渣，氣孔等影響的缺陷，應將缺陷去除后方可繼續補焊,(7)焊后焊縫表面與鑄件外輪廓圓滑過渡。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變引起 體積變化等原因，不可避免的會在鑄件內產生內應力。鑄件內應力會使鑄件在存放、后 序加工及使用中產生裂紋或變形，鑄件的尺寸精度和使用性能，甚至使鑄件報廢。本次焊補選擇藥芯焊絲E501T-1(THY-51B)，直徑φ1.2mm，焊接參數焊接參數應按照批準的WPS進行選擇，本次焊接參數控制為:直流反接，電流220-280A，鑄鋼件一般采用二氧化硅含量大于96%。含泥量小于2%，耐火度度高于1580℃的硅砂，小型鑄鋼件可用天然硅砂，大中型鑄鋼件宜采用石英巖砂或人造硅砂，有時為了解決型砂的高溫性問題，采用鎂砂，鉻鐵礦砂等耐火材料配制面砂，或在普通鑄型型腔表面涂刷鉻鐵礦砂粉。鋯英石粉等快干涂料，以防止鑄件產生粘砂等缺陷，鑄鋼件濕型砂常用膨潤或普通粘土作為粘結劑，其加入量一般為9%--11%，目前很多工廠采用活化膨潤土或天然鈉基膨潤土，以型砂的熱濕拉強度或抗夾。因此，對于有較大鑄造殘留應力的鑄件，尤其是形狀復雜的大型鑄件，應在機械加工 前進行內應力處理。鑄件在焊補時也會產生內應力，因此，焊補后的鑄件也應進行 內應力處理。收得率,簡化了工序，免除造型及其它工序，因而減輕了勞動強度,所需生產面積也大為,連續鑄造生產易于實現機械化和自動，根據碳鋼的型號選擇合理的澆注溫度，一般澆注溫度在1540℃-1580℃(澆包內鋼水溫度)之間。(2)就澆注速度而言，在保證型的氣體順暢的條件下，對要求同時凝固的鑄件可采用較高澆注速度，對要求實現順序凝固的鑄件，盡可能采用較低的澆注速度，(3)就澆注操作要求而言一般需要按照以下幾點來遵守:a。澆注大，中型鑄鋼件，鋼水要在鋼包內靜置1min-2min后進行澆注,b，澆注后待鑄件凝固完畢，要及時卸除壓鐵和箱卡，以鑄件收縮阻力，避免鑄件產生裂紋缺陷，嚴禁使用單晶直探。

山東ZG240-450B鑄鋼件大口徑厚壁無縫管常采用的鑄件內應力處理是自然時效和人工時效。自然時效是將鑄件 平穩地放置在空地上，一般放置6-18個月，好經過夏季和冬季。大型鑄鐵件，如床 身，機架等一般采用這種時效或對樹脂改性，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。。自然時效鑄件尺寸的效果比人工時效好，但周 期長，因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時效來內應力。人工時效通 常指對鑄件進行內應力回火，即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時間，使 鑄件各部位溫度均勻化，從而釋放鑄件內應力，使鑄件尺寸趨于，然后使鑄件在爐內 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外，振動時效作為一種鑄件內應力的 新工藝，由于其能耗和處理成本較低，且在內應力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著，也越來越受到。同于結構特征或拔模斜度小，起模時將砂型帶壞或震裂；緊實度不勻，鑄型局部強度不足；合箱、搬運鑄型時，不小心使鑄型局部砂塊掉落。防止：模樣拔模斜度要、表面光潔；鑄型緊實度高且均勻；合箱、搬運中，操作小心。9.錯型（錯箱）鑄件的一部分與另一部分在分型面的接縫處錯開，發生相對位移，使鑄件外形與圖紙不相符合。產生原因：模樣制作不良，上下模沒有對準或模樣變形；砂箱或模板定位不準確，或定位銷松動；造型機上零件磨損，例如正壓板下襯板、反壓板軸承的磨損等；澆注時用的套箱變形，搬運、圍箱時不注意，使上下鑄型發生位移。防止：加強模板的檢查和修理；經常檢查砂箱、模板的定位銷及銷孔、并合理地安裝；檢查造型機的有關零。

熱裂紋多呈不規則曲線，裂縫內表面比較粗糙且呈氧化鐵黑褐色無金屬光澤。產生原因為鋼水在凝固中內部應力造成，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的區間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產生熱裂缺陷，尤其是框架結構件，用呋喃樹脂砂。白口鑄鐵件內應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，由于熱導率低和 線收縮率大，鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應力，如不及時退火予以，極易在放 置、運輸、加工和使用中自行開裂，所以必須進行人工時效。及時，磨損大的要更換；定期對套箱。脫箱后的鑄型在搬運時要小心。在面澆注的砂型，應該做一排砂型圍一排。10.灰口和麻點鑄件斷口呈灰黑色或出現黑色小點，中心部位較多，邊部較少，金相觀察可見到片狀石墨。產生原因：鐵水化學成分不合要求，碳、硅含量過高；爐前孕育的鉍加入澆包內過早或過遲，或是鉍量不足。防止：正確選擇化學成分，合理配料，使鐵水中碳、硅量在規定范圍內；鉍的加入量并嚴格爐前孕育工藝。11.裂紋（熱裂、冷裂）鑄件外部或內部有穿透或透的裂紋。熱裂時帶有暗色或黑色的氧化表面斷口外形曲折。冷裂是較干凈的脆性裂紋，斷口較平，具有金屬光澤或輕微的氧化色澤。產生原因：鐵水中碳、硅含苞欲放量過。
    故可適用于各種不同鑄型(如金屬型、砂型等)，鑄造各種合金及各種大小的鑄件；采用底注式充型，金屬液充型平穩，無現象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的沖刷，鑄件的氣孔、夾渣等缺陷少，了鑄件的合格率；鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密、輪廓清晰、表面光潔，力學性能較高，對于大薄壁件的鑄造尤為有利；省去補縮冒口，金屬利用率到90%～98%；勞動強度低，勞動條件好，設備簡易，易實現機械化和自動化。缺點及局限性：升液管壽命短，且在保溫中金屬液易氧化和產生夾渣。主要用來鑄造一些要求高的鋁合金和鎂合金鑄件，如氣缸體、缸蓋、曲軸箱和高速內燃機的鋁等薄壁件。6.離心鑄造離心鑄造是將金屬液澆入的鑄型。高合金白口鑄鐵的人工時效工藝，一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃，保溫一段時間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復雜和導熱性極差的鑄件，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。保溫時間t=δ/25（h），式中δ為鑄件厚度（mm）。
以下是實際生產中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時效規范。可以幫助驗船師在檢驗中關注產品易出現的問題，更好地把控產品，以32.5萬噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例，其生產工序繁多，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)認可的國內各大型鑄造企業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氣量會增大，鋼水溫度高吸氣量會增。

   含硫量過高；澆注溫度過高；冒口頸過大、過短，造成局部過熱嚴重，或重口太小，補縮不好；鑄件在清理、運輸中，受沖擊過大。防止：控制鐵水化學成分在規定的范圍內；澆注溫度；合理設計冒口；鑄件在清理、運輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮，形狀有圓形、梨形和針狀，孔的尺寸有大有小，產生在鑄件表面或內部。鑄件內部的氣孔在敲碎后或機械加工時才能被發現。產生原因：小爐料、銹蝕嚴重或帶有油污，使鐵水含氣量太多、氧化嚴重；出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干；澆注溫度較低，使氣體來不及上浮和逸出；爐料中含鋁量較高，易造成孔；砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機物較多，使澆注時產生大量氣體且不易排。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；形狀較復雜的鑄件，應在凝固后冷卻至700℃左右時即出型送入已預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。應目視檢查整個鑄鋼件的表面。核查是否有缺陷存在,對于受到形狀影響應力集中的重要部位，應采用磁粉探傷檢查,對于后續仍需加工的部位，則應使用超聲波的確認加工面無缺陷，掛舵臂鑄鋼件的表面目視檢查和磁粉探傷掛舵臂鑄鋼件的表面檢查包括目視檢查和磁粉探傷。目視檢查應覆蓋整個產品的表面，在檢查之前，產品表面應無氧化皮，油污，油漆，水垢等，磁粉探傷應GB9444或IACSRec，69(優先)的要求進行，磁粉檢查的部位應按照的規定進行，應重點檢查所有批準圖紙指明的部位。填角和截面突變處，焊接坡口處寬度30mm的范圍內，型芯撐處，用氣割，火焰清理或碳弧氣刨加工過的部位，焊補修復處，使用中有可能承受高應力部位及鑄造工藝中設置外冷鐵和鑄筋的位置。
     CO2氣體流量20-25L/min，焊接控制(1)焊接避開風口，焊接電流嚴格控制在規定范圍之內,(2)焊接時控制層間溫度為150-200℃,(3)填充焊控制焊接速度不要過快。不應產生弧坑以免產生裂紋,(4)焊接時范圍≤14mm，打底焊不允許,(5)每層焊后均需清理焊道,(6)焊補中如果發現有裂紋，未熔合，未焊透，夾渣，氣孔等影響的缺陷，應將缺陷去除后方可繼續補焊,(7)焊后焊縫表面與鑄件外輪廓圓滑過渡。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℃ 以下時加熱速度為20℃/h，鑄件溫度在500℃以上時加熱速度為50℃/h保溫，保溫時間 保溫時間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。為使樹脂砂，尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂，可采取以下幾個方面的措施: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Ⅱ型硫化物，(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態，即Ⅰ型，Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續狀，容易引起鑄件熱裂，)通過錳硫比來改變硫的分布型態，(2)對于碳鋼件。應使S+P≤0.07%，因為硫與磷的疊加作用，使熱裂傾向性，(3)用A1脫氧時，應將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%,過高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力，(4)使鋼的晶粒能細化，如在鋼液中加入稀土和硅鈣，因為在操作規程中已經對那些基本的操作做出了詳細的規定及實施方。

山東ZG240-450B鑄鋼件大口徑厚壁無縫管 常用的鑄造砂是硅質砂，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。應用廣的型砂粘結劑是粘土，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劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結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.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，應預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。球墨鑄鐵件內應力時效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對凝固冷卻速度非常，其鑄件內應力一般比灰鑄鐵件高1-2倍，與白口鑄鐵相近。因此，對形狀復雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件，即使無特殊 的熱處理要求，一般也應進行內應力的低溫時效處理。球墨鑄鐵件的應力傾向 比灰鑄鐵小，且與其基體組織有關，其低溫時效回火的工藝要點是：將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍，于200-250℃出爐空冷。但目前 國內鑄造廠家多采用鑄態球墨鑄鐵工藝生產球墨鑄鐵件，對這類球墨鑄鐵件一般不需要 進行內應力的低溫時效回火處理。鑄件在金屬型內收縮量愈大，取出采用困難，而且鑄件易產生大的內應力和裂紋。通常鑄鐵件的出型溫度700～950℃，開型時間為澆注后10～60秒。優點：與砂型鑄造相比，金屬型鑄造有如下優點：復用性好，可“一型多鑄”，節省了造型材料和造型工時。由于金屬型對鑄件的冷卻能力強，使鑄件的組織致密、機械性能高。鑄件的尺寸精度高，公差等級為IT12～IT14；表面粗糙度較低，Ra為6.3m。金屬型鑄造不用砂或用砂少，了勞動條件。缺點及局限性：金屬型的制造成本高、周期長、工藝要求嚴格，不適用于單件小批量鑄件的生產，主要適用于有色合金鑄件的大批量生產，如飛機、汽車、內燃機、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。