Grandi colate
I getti in acciaio si riferiscono a parti in acciaio fuso, che hanno proprietà simili alla ghisa ma sono più resistenti della ghisa. I getti in acciaio sono soggetti a carenze come difetti dei pori e posizionamento angolare impreciso durante il processo di colata e l'involucro può rompersi con l'uso a lungo termine.
1. Vantaggi
Uno dei vantaggi delle fusioni in acciaio è la flessibilità del design. I progettisti hanno la massima libertà di progettazione nella forma e nella dimensione dei getti, in particolare per le parti con forme complesse e sezioni cave. I getti in acciaio possono utilizzare il processo unico dell'assemblaggio del nucleo.
Produrre. La sua formatura e il cambio di forma sono molto semplici e la velocità di conversione dal disegno al prodotto finito è molto veloce, il che favorisce una rapida risposta alla quotazione e una riduzione dei tempi di consegna.
Il design perfetto di forma e qualità, il più piccolo fattore di concentrazione delle sollecitazioni e la struttura complessiva più robusta, riflettono tutti la flessibilità e i vantaggi tecnologici del design della fusione in acciaio:
1) La produzione metallurgica di getti in acciaio ha una forte adattabilità e variabilità. Diverse composizioni chimiche e controllo della struttura possono essere selezionati per adattarsi ai requisiti di vari progetti; le proprietà meccaniche e l'uso possono essere selezionati in una gamma più ampia attraverso diversi processi di trattamento termico. Prestazioni e buone prestazioni di saldatura e prestazioni di lavorazione.
2) L'isotropia dei materiali in acciaio fuso e la robusta struttura complessiva delle parti in acciaio fuso migliorano l'affidabilità ingegneristica. Insieme ai vantaggi di un design a peso ridotto e di tempi di consegna brevi, presenta un vantaggio competitivo in termini di prezzo ed economia.
3) Il peso dei getti in acciaio può variare all'interno di un ampio intervallo. Il peso ridotto può essere costituito da getti di precisione a investimento di sole decine di grammi, mentre il peso di grandi getti di acciaio può raggiungere diverse tonnellate, dozzine di tonnellate o anche centinaia di tonnellate.
2. Svantaggi
(1) Organizzazione irregolare. Dopo che il metallo liquido è stato iniettato nello stampo, lo strato di metallo liquido che per primo entra in contatto con la parete dello stampo ha la caduta di temperatura più rapida, quindi si solidifica rapidamente in grani più fini.
All'aumentare della distanza dalla parete dello stampo, l'influenza della parete dello stampo si indebolisce gradualmente e i cristalli crescono in cristalli colonnari paralleli tra loro lungo la direzione perpendicolare alla parete dello stampo. Al centro della colata, la dissipazione del calore non ha direzionalità significativa e può crescere in tutte le direzioni fino a venire a contatto tra loro, quindi si forma una regione cristallina equiassiale. Si può notare che la struttura nel getto non è uniforme e, in generale, i grani sono relativamente grossolani.
(2) L'organizzazione non è densa. La cristallizzazione del metallo liquido procede nella via della crescita dei rami e il metallo liquido tra i rami alla fine si solidifica, ma è difficile che i rami vengano riempiti completamente dal metallo liquido, il che causa la generale non compattezza dei getti.
Inoltre, il metallo liquido iniettato nello stampo si restringe di volume durante il raffreddamento e la solidificazione senza essere sufficientemente reintegrato e può anche formare fori laschi o addirittura di restringimento. La grafite nelle fusioni di ghisa appare spesso in scaglie, sfere o altre forme di dimensioni maggiori e può anche essere considerata una struttura non compatta.
(3) La superficie è ruvida. La superficie è generalmente ruvida e non può essere paragonata alla superficie lavorata, e anche la forma è più complicata A causa delle caratteristiche delle fusioni di acciaio, quasi tutti i settori industriali devono utilizzare fusioni di acciaio in navi e veicoli, macchine edili, macchine per l'ingegneria, energia apparecchiature per stazioni, macchinari minerari e apparecchiature metallurgiche, apparecchiature aeronautiche e aerospaziali, pozzi petroliferi e apparecchiature chimiche, ecc.
L'applicazione è particolarmente ampia. Per quanto riguarda l'applicazione dei getti di acciaio in vari settori industriali, la situazione può essere molto diversa a causa delle diverse condizioni specifiche nei vari paesi.
Ci sono molte varietà di getti d'acciaio. Ecco una breve descrizione dell'uso delle fusioni in acciaio in diversi importanti settori industriali.
Applicazione di getti in acciaio
1. Apparecchiature per centrali elettriche
Le apparecchiature per centrali elettriche sono un prodotto high-tech e le sue parti principali vengono azionate continuamente per lungo tempo sotto carico elevato. Molte parti della centrale termica e delle apparecchiature della centrale nucleare devono ancora resistere alla corrosione del vapore ad alta temperatura e ad alta pressione, quindi l'affidabilità delle parti Vi sono requisiti molto severi.
I getti di acciaio possono soddisfare questi requisiti nella massima misura e sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature delle centrali elettriche.
2. Locomotive e veicoli ferroviari
Il trasporto ferroviario è quindi strettamente correlato alla sicurezza della vita e della proprietà delle persone. È molto importante garantire la sicurezza. Alcuni componenti chiave del materiale rotabile, come ruote, telai laterali, sostegni, accoppiatori, ecc., sono tutti getti di acciaio tradizionali.
L'interruttore utilizzato negli scambi ferroviari è un componente che resiste a forti urti e attriti. Le condizioni di lavoro sono estremamente dure e la forma è molto complicata.
3. Costruzione, macchine edili e altri veicoli
Ingranaggi a doppia elica di grandi dimensioni realizzati in fusione di acciaio
Le condizioni di lavoro delle macchine edili e delle macchine per l'ingegneria sono molto precarie. La maggior parte delle parti è soggetta a carichi elevati o deve resistere a urti e usura. Gran parte di essi sono fusioni di acciaio, come ruote motrici, ruote portanti e bilancieri nei sistemi mobili. , Scarpe da pista, ecc.
Le fusioni di acciaio sono utilizzate raramente nelle automobili generali, ma molte fusioni di acciaio vengono utilizzate anche nelle parti mobili di speciali veicoli fuoristrada e autocarri pesanti.
Produrre
(1) Fusione di acciaio fuso. L'acciaio fuso deve essere fuso in forni elettrici, principalmente forni elettrici ad arco e forni a induzione. A seconda del materiale di rivestimento e del sistema di scorie utilizzato, può essere suddiviso in forno acido e forno alcalino. L'acciaio al carbonio e l'acciaio bassolegato possono essere fusi in qualsiasi forno, ma l'acciaio altolegato può essere fuso solo in un forno alcalino.
(2) Processo di colata. L'acciaio fuso ha un alto punto di fusione, scarsa fluidità e l'acciaio fuso è facile da ossidare e ottenere gas. Allo stesso tempo, il suo restringimento del volume è da 2 a 3 volte quello della ghisa grigia. Pertanto, le prestazioni di colata dell'acciaio fuso sono scarse ed è soggetto a difetti come colata insufficiente, porosità, cavità da ritiro, cracking termico, adesione della sabbia e deformazione.
Al fine di prevenire i suddetti difetti, è necessario adottare le misure corrispondenti nel processo.
La sabbia per stampaggio utilizzata nella produzione di getti in acciaio dovrebbe avere un'elevata refrattarietà e proprietà antiaderenti, nonché un'elevata resistenza, permeabilità all'aria e ritiro.
La sabbia grezza utilizza solitamente sabbia silicea ampia e uniforme; per evitare che la sabbia si attacchi, la superficie della cavità è spesso rivestita con una vernice refrattaria più alta; quando si producono pezzi di grandi dimensioni, viene utilizzato principalmente nella sabbia o nella sabbia di vetro d'acqua più velocemente della colata. Per migliorare la resistenza e il ritiro dello stampo, alla sabbia per stampaggio vengono spesso aggiunti vari additivi.
Nella progettazione del sistema di sbarramento e del montante. Poiché l'acciaio al carbonio fuso tende a solidificarsi strato dopo strato e si restringe notevolmente, il principio della solidificazione sequenziale rigida viene utilizzato per impostare il sistema di iniezione e il montante. Per prevenire il restringimento e il restringimento. In generale, per le fusioni di acciaio sono necessari riser. Anche il ferro freddo viene utilizzato di più. Inoltre, per fare in modo che l'acciaio fuso riempia lo stampo in modo rapido e uniforme, dovrebbe essere utilizzato il più possibile un sistema di colata dal basso con una forma semplice e un'ampia area della sezione trasversale.
(3) Trattamento termico. Il trattamento termico dell'acciaio fuso è solitamente di ricottura o normalizzazione. La ricottura viene utilizzata principalmente per getti di acciaio con w(C) maggiore o uguale a 0,35 percento o strutture particolarmente complesse. Tali getti hanno una scarsa plasticità, un'elevata sollecitazione di colata e una facile fessurazione. La normalizzazione viene utilizzata principalmente per getti di acciaio con w(C) inferiore o uguale a 0,35 percento. Questo tipo di acciaio ha un basso contenuto di carbonio, una buona plasticità e non si rompe facilmente durante il raffreddamento.
Difetti comuni
Sebbene i difetti prodotti nel processo di colata dei getti in acciaio siano simili a quelli prodotti dalla lingottiera, sono pur sempre difetti di processo. I difetti di processo comuni includono pori, inclusioni, fori da ritiro, porosità e crepe.
(1) Pori (bolle): i pori (bolle) sono vuoti formati a causa dell'eccessivo contenuto di gas nel metallo fuso, dell'umidità e della scarsa permeabilità all'aria del modello. I pori nel getto sono divisi in singoli pori dispersi e pori densi.
(2) Inclusioni: le inclusioni sono suddivise in inclusioni non metalliche e inclusioni metalliche. Le inclusioni non metalliche sono i prodotti formati dalla reazione chimica tra metallo e gas durante la fusione o le inclusioni formate dalla miscelazione di materiali refrattari e dalla sabbia di stampaggio con l'acciaio fuso durante la colata. Le inclusioni metalliche sono inclusioni formate da metalli dissimili che occasionalmente cadono nell'acciaio fuso e non riescono a fondersi.
(3) Cavità da ritiro: le cavità da ritiro sono difetti formati perché il ritiro di volume del metallo fuso non può essere integrato durante il raffreddamento e la solidificazione. I fori di restringimento sono per lo più localizzati in prossimità della colonna montante di colata e della maggior parte della sezione o del cambio repentino della sezione.
(4) Porosità: a causa della scarsa fusione, della forma impropria dello stampo, ecc., nel mezzo dello spessore della parete della colata di acciaio si generano crepe sui bordi di grana fine o vuoti fini e si forma la struttura sciolta. Questa parte del grano La combinazione tra di loro è piuttosto debole (la formazione di ombre simili a nuvole sulla pellicola radiografica).
(5) Crepa: La cricca si riferisce al difetto formato dalla rottura parziale del getto a causa di impurità con punto di fusione eccessivo durante il processo di raffreddamento e sollecitazioni interne eccessive (sollecitazioni termiche e strutturali). Laddove si verifica un improvviso cambiamento nella dimensione della sezione del getto, la concentrazione delle sollecitazioni è grave e le crepe sono facili da vedere.
In sintesi, la caratteristica significativa dei difetti di processo nei getti di acciaio è la loro forma complessa; i difetti nell'uso dei getti di acciaio sono principalmente cricche da fatica, comprese le cricche da fatica meccanica e le cricche da fatica termica.
Rileva
Difficoltà di rilevamento
1. Scarsa penetrazione degli ultrasuoni
Grani di cristallo grossolani, struttura irregolare e altre interfacce complesse migliorano la diffusione delle onde ultrasoniche e l'attenuazione dell'energia è ampia in modo che lo spessore rilevabile sia inferiore a quello dei pezzi fucinati.
2. Molte interferenze disordine
Quando l'onda sonora è diffusa sulla struttura irregolare e non densa e sull'interfaccia a grana grossa, l'intensità del segnale diffuso è maggiore e viene ricevuta dalla sonda; la superficie di colata ruvida formerà disordine sulla riflessione dell'onda sonora; questi verranno visualizzati sullo schermo dell'oscilloscopio. Si tratta di un eco disordinato simile a una foresta (chiamato anche eco simile all'erba), che può inondare l'eco del difetto e ostacolare l'identificazione dell'eco del difetto.
3. Scarse condizioni di accoppiamento superficiale
La superficie della colata di acciaio è ruvida, il che non favorisce l'accoppiamento del suono, la durezza superficiale è ampia ed è difficile da lucidare.
4. È difficile quantificare i difetti
A causa della grande attenuazione delle onde sonore da parte dei getti di acciaio e della forma complicata dei difetti, la valutazione quantitativa dei difetti basata su difetti artificiali presenta grandi errori ed è più difficile quantificare i difetti mediante calcolo.
Quanto sopra è esattamente la difficoltà dell'ispezione della colata, queste difficoltà rendono l'ispezione della colata soggetta a determinate restrizioni. Ma d'altra parte, a causa dei requisiti di qualità inferiori dei getti, è consentita una dimensione maggiore e un numero maggiore di singoli difetti, ed è forte la regolarità dei punti in cui compaiono i difetti di colata, quindi l'ispezione di colata ha ancora un certo valore.
Metodo di rilevamento
1) Per getti di piccole e medie dimensioni (soprattutto getti di precisione a cera persa), che sono di piccole dimensioni, leggeri e meno lavorati, possono essere magnetizzati in almeno due direzioni sostanzialmente perpendicolari su una macchina fissa di ispezione di particelle magnetiche.
È meglio utilizzare corrente continua o corrente continua pulsante e utilizzare il metodo continuo a umido per l'ispezione. Sono disponibili il metodo in corrente continua, il metodo rod-through, il metodo del flusso e il metodo della bobina.
2) Per getti più grandi e pesanti, magnetizzare parti o zone in almeno due direzioni sostanzialmente perpendicolari. È meglio utilizzare un rilevatore di difetti di particelle magnetiche portatile o mobile con rettifica CC o semionda e utilizzare il metodo del contatto o il metodo del giogo, il metodo continuo a secco o il metodo continuo a umido per rilevare parti o partizioni di getti. Il test dovrebbe generalmente essere eseguito in due direzioni reciprocamente perpendicolari.
3) Per evitare la bruciatura del getto a contatto con l'elettrodo, si raccomanda di adottare le seguenti misure: quando il contatto non è a pieno contatto con la superficie del getto, non viene collegata corrente e il contatto è solo rimosso quando la corrente è stata interrotta. E utilizzare contatti sufficientemente puliti e adatti. Per superfici lisce e pulite che sono state lavorate, è necessario utilizzare il metodo del giogo.
4) A causa dell'influenza dello stress di colata, alcune crepe (fessure da freddo) dei getti in acciaio ritarderanno la fessurazione, quindi non dovrebbero essere testate immediatamente dopo la colata, ma dovrebbero essere testate dopo 1 o 2 giorni.
5) Se il difetto di colata supera lo standard accettato e viene rifiutato, e sono consentiti lo scavo (pala) e la saldatura di riparazione, anche l'area di saldatura di riparazione dovrebbe prestare attenzione per controllare le crepe ritardate.
6) L'ispezione deve essere eseguita ad occhio nudo e una lente d'ingrandimento non più di 3 volte può essere utilizzata solo nell'ispezione dei livelli di qualità 001 e 01.
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