厚截面不锈钢铸件工艺研究.pdf

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铸造工程
Foundry Engineer ing
厚截面不锈钢铸件工艺研究
郭顺琴
(上海宏钢电站设备铸锻有限公司,上海200240)
摘要:分析了厚載面不锈钢铸件的材料及结构特性,通过采用合理的铸造工艺和热处理工艺,
成功生产了该类铸件
关键词;不锈钢铸件;铸造工艺;热处理工艺
中图分类号:TG269文献标识码:B文章编号:1673-3320(2011)01-0030-02
Study of Casting Process for Thick Section Stainless Steel Casting
Guo Shunan
Shanghai Gonggang Power Station Equipment Forging Casting Co, Ltd, Shanghai 200240, China)
Abstract: Based on the alloy properties and casting structure, the casting process and heating treating
process were designed accordingly. It was applied to make thick section stainless steel casting
Key words: stainless steel casting; casting process; heat treatment
我公司承制生产日立公司的主动叶轮轴,最小直径为380mm,高为1097.5mm,热节为
最大尺寸为の930mm,高为1097.5mm,材料为580mm,结构如图1所示。
SCS1-T1,o(Cr)=11.5%~14%,属于厚截面不锈
1097.5
钢铸件。由于材料及结构原因给铸造生产带来了
一定难度。如果能成功生产此类产品,能为高铬
附铸试块
钢厚大铸件的生产积累经验。
铸件概况
铸件要求的化学成分和力学性能分别见表1和表2。
图1叶轮轴简图
表1铸件化学成分
铸件的验收要求为MT(磁粉检测)、PT(滲透
C
检测)UT(超声波检测)。
0.1
1.50
≤1.00
く0.04
Ni
2铸造工艺
0.041.00(max)°11.50~14.001.00(max)
注:a,为了得到较好的焊接性能,推荐の(C)=
从材料的特性分析,由于铬含量高,钢液的
0.08%~0.12%
流动性差,易产生冷隔;体收缩比碳钢大,易形
b.推荐の(Ni)=0.6%~0.9%:
C.推荐の(Mo)=0.2%~0.3%。
成缩孔;导热性差,热裂与粘砂倾向大。从结构
表2铸件力学性能
上分析,由于铸件为厚壁件,凝固时间长,易在
屈服强度拉伸强度伸长率收缩率硬度
其中心部位产生偏析、晶粒粗大等缺陷。针对这
Mpa
(B)
些特点,在编制工艺时应采取相应的措施
345
40
18
168~229
2.1造型材料的选择
主动叶轮轴铸件的最大直径为930mm
由于铬矿砂耐火度高,导热性好,有良好的
收稿日期:2010-11-06。
作者简介:郭顺琴(1965-),女,工程师,主要从事铸造工艺的设计。
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抗碱性渣和抗粘砂的作用,所以选择原砂为铬矿4生产结果
砂的树脂砂作面砂,以提高铸件的凝固速度,减
少铸件产生裂缝、粘砂、偏析等缺陷的倾向。
共生产8件主动叶轮轴,其中1件裂纹报
2.2铸造收缩率(缩尺)
废,其余7件均通过日立公司验收。实际浇注铸件
铸件的材料及结构决定了其体收缩大,收缩
的化学成分及力学性能如表3和表4所示。铸件探
伤结果见表5。
时受到的阻力较小,所以缩尺取2%。
2.3冒口的设计
表3铸件化学成分
冒口的主要作用是补缩铸件,是保证铸件内
CS
Mn
P
S Ni Cr M
部品质的关键因素
0.070.930.460.0290.0060.0611.630.26
按模数法计算冒口:Mい=(1~1.2)M件。经
表4铸件力学性能
计算M件=9.3m,由于该材料的体收缩比碳钢大,
屈服强度拉伸强度伸长率收缩率硬度
Mipa
Mipa
(%0)(%)(HB)
根据生产经验冒口尺寸应比一般碳钢铸件增大
475
650
23.4
60.8
215
20%,所以冒口模数取13.3cm。
表5铸件探伤结果
按ロ=件Xa/(ァ-)计算冒口的补缩量,
铸件标号检验标准检验阶段检验区域检验结果
校核冒口的最大补缩能力,其中:an为冒口初
ASME125-63
磁粉探伤)
最终检验100%合格
始体积,件为冒口补缩区域内的铸件最大体积,8
5011
为金属液的体收缩率,n为冒口补缩效率。计算得
SA609
超声波探彷)最终检验100%合格
出理论ロ=110.52dm3,实际gn=402.12dm3s
磁粉探伤的磁化方法采用触头连续法,磁粉采
因此所放置的冒口是合理的。
用黑色湿磁粉。
2.4计算机模拟结果
2.超声波探伤的探头型号为2.5P0Z(2.5MRz纵波
直探头),探伤灵敏度为56
通过计算机模拟技术对工艺进行验证,模拟
对报废的铸件进行了分析研究,发现热处理
情况见图2。根据图中温度场的分布情况,冒口处结東后铸件自冷温度的控制也很重要,在补废生
的温度场最高,符合铸钢件凝固原理。
产时作了相应的改进。
5结论
)通过8套主动叶轮轴的生产,证明了所制
定的工艺是合理可行的。
2)通过对大截面不锈钢铸件工艺的开发研
究,为生产同类产品莫定了基础
(a)凝国238min(b)凝固512min(c)全部凝固
图2铸件模拟结果
中国质检系统22项能耗限额
标准助力落后产能淘汰
3热处理工艺及整理工序
中国质检系统研究的22项产品能耗限
3.1热处理
额标准在节能减排工作中发挥了重要作用
由于铸件的裂纹及偏析倾向大,因此在性能
为中国淘汏20%落后产能奠定了基础。这228
热处理前,增加一道退火热处理工序
8项能耗限额标准包括钢铁、有色、化工、建§
3.2铸件冒口的切割
材、电力五大高耗能行业,涉及粗钢、焦
当件含铬量高时,在火焰切割时易形成炭、烧碱、玻璃、水混、常规燃媒发电机组多
熔点高、流动性差的氧化物,造成切割困难。此§等高耗能产品。能耗限额标准提高了高耗能爻
类材料的大冒口在火焰切割时极易产生裂纹,所
爻行业企业新建项目的准入门槛,并为企业节
以在退火热处理后,宜采用机械切割方法去除冒ミ能提供了一套完整的数据参数
摘自新华网)8