鑄鋼工藝性能的測(cè)定

時(shí)間：2021-01-28作者：吳橋盈豐鋼結(jié)構(gòu)鑄鋼件制造有限公司瀏覽：59

鑄鋼件的工藝性能包括鑄造性能、焊接性能、熱處理性能和切削加工性能。鑄造性能主要與鋼中的合金元素的種類(lèi)和含量有關(guān)，它們會(huì)影響合金的相圖和結(jié)晶時(shí)的析出和沉淀，從而影響鋼液的流動(dòng)性的收縮性等鑄造性能。熱處理性能與鋼的合金化程度和鑄件的形狀關(guān)系較大。鑄件的焊接裂紋傾向的主要影響因素是鑄鋼的合金元素的種類(lèi)和含量及焊縫中擴(kuò)散氫的含量和鑄件的結(jié)構(gòu)，合理的焊接工藝的制定，包括預(yù)熱和焊后熱處理及焊條的烘干等均可有效減少焊縫開(kāi)裂。
1.	鑄造性能的測(cè)定
1）	鋼液流動(dòng)性的測(cè)定  鋼液的流動(dòng)性表示鋼在液態(tài)下充填鑄型的能力。同一種鋼液采用不同的鑄造方法，所鑄造的鑄件較小壁厚不周。影響鋼液流動(dòng)性因素很多，除鑄造方法外，還有鑄鋼本身性能、鋼液溫度及其他等因素，主要影響因素見(jiàn)表：

因素	對(duì)流動(dòng)性影響	原因
凝
固潛熱	凝固潛熱大的流動(dòng)性好	在相同散熱條件下，維持液態(tài)時(shí)間較長(zhǎng)

結(jié)晶范圍	范圍窄者流動(dòng)性好	兩相中的固相阻礙流動(dòng)，特別是垂直鑄件壁生長(zhǎng)的柱狀晶，造成粗糙的流動(dòng)摩擦面，并縮小了有效流動(dòng)性斷面

過(guò)熱溫度	過(guò)熱溫度大的流動(dòng)性好	在相同散熱條件下，維持液態(tài)時(shí)間長(zhǎng)

鑄型條件	1.	激冷作用大者流動(dòng)性差
2.	表面光滑的鑄型流動(dòng)性好
3.	阻力小者流動(dòng)性好	鑄型激冷作用大者，合金散熱較快，則很快失去流動(dòng)性
鑄型表面光潔則鋼液摩擦阻力小
澆注系統(tǒng)設(shè)置得是否合理，對(duì)鋼液充滿鑄型具有重要意義

壓頭	
直澆道壓頭大者流動(dòng)性好	
壓頭高者具有較大的位能，則可以轉(zhuǎn)變較大的動(dòng)能
 普遍采用螺旋試樣測(cè)定流動(dòng)性。它是由兩個(gè)基本部分組成：標(biāo)準(zhǔn)的澆注系統(tǒng)；梯型斷面，1~1.5M長(zhǎng)的型腔。為了造型方便試樣卷曲呈阿基米德螺旋線狀；為了得到3個(gè)數(shù)據(jù)的平均值，可采用一個(gè)澆注系統(tǒng)同時(shí)充填3個(gè)螺旋試樣鑄型。根據(jù)試樣的長(zhǎng)度即鋼液在型中流動(dòng)的距離評(píng)定其流動(dòng)性。螺旋試樣的鑄型是砂型，因此這種方法適用于砂型鑄造的條件。
  為了獲得健全的鑄件，除了應(yīng)了解鋼液的流動(dòng)性外，在生產(chǎn)上還要正確地控制鋼流的澆注溫度，使其在熔煉過(guò)程中有適當(dāng)?shù)倪^(guò)熱溫度。
2）	鑄鋼的自由線收縮測(cè)定  鋼液凝固以后，在冷卻到室溫的過(guò)程中會(huì)放產(chǎn)生尺寸的收縮。其收縮量與模樣標(biāo)距長(zhǎng)度200MM的比值用百分率表示，稱(chēng)為線收縮率。鑄件沒(méi)有鑄型的、芯子或其他部位阻礙時(shí)的線收縮稱(chēng)為自由線收縮；反之則稱(chēng)受阻線收縮。
鋼的固態(tài)收縮會(huì)引起鑄件撓曲、變形、開(kāi)裂或殘留內(nèi)應(yīng)力。線收縮率越大的鋼，產(chǎn)生這些缺陷的傾向也越嚴(yán)重。為了彌補(bǔ)鑄件因線收縮而導(dǎo)致的尺寸變化，在生產(chǎn)上對(duì)鑄件模樣給以相應(yīng)的伸長(zhǎng)，通常稱(chēng)為縮尺。
3）	鑄鋼的抗熱裂性測(cè)定  抗熱裂性是指在高溫下的熱裂傾向。它可從熱裂力和裂紋形態(tài)兩個(gè)方面來(lái)判定，可以用熱裂試驗(yàn)儀測(cè)量。
2.	力的測(cè)定
（1）	內(nèi)應(yīng)力分類(lèi)  鑄造應(yīng)力是模腔內(nèi)的鑄件凝固后，固態(tài)冷卻進(jìn)入彈性變形區(qū)范圍內(nèi)由于收縮（或膨脹）受阻而在鑄件內(nèi)部形成內(nèi)應(yīng)力。根據(jù)應(yīng)力的成因可將鑄造應(yīng)力分為熱應(yīng)力、相變應(yīng)力和阻礙應(yīng)力3種，應(yīng)力可以是拉應(yīng)力，也可以是壓應(yīng)力。當(dāng)鑄件開(kāi)箱后，鑄件內(nèi)應(yīng)力則僅含熱應(yīng)力和相變應(yīng)力兩種。通常相變應(yīng)力在低溫范圍內(nèi)（非相變區(qū)）數(shù)值很小，主要是熱應(yīng)力。
（2）	應(yīng)力測(cè)定  應(yīng)力測(cè)定方法較多，基本原理均相同，生產(chǎn)中常用的有應(yīng)力框測(cè)定法和直測(cè)法。它們均是將試件或鑄件內(nèi)原先存在的正負(fù)（拉壓）兩種相互平衡的應(yīng)力狀態(tài)破壞，使試件或鑄件發(fā)生變形，再通過(guò)測(cè)量形變量來(lái)求得鑄造內(nèi)應(yīng)力，由此可計(jì)算出應(yīng)力的消除效果。殘留內(nèi)應(yīng)力的非破壞性測(cè)定可采用磁性或X射線衍射法，市場(chǎng)上均有商品化儀器供應(yīng)。在此僅介紹應(yīng)力框測(cè)定法。應(yīng)力框測(cè)定法的優(yōu)點(diǎn)是不破壞鑄件，并較簡(jiǎn)便地測(cè)得結(jié)果。缺點(diǎn)是應(yīng)力框結(jié)構(gòu)和鑄件結(jié)構(gòu)差異較大，所測(cè)數(shù)值對(duì)鑄件只有一定的參考**。
3.	鑄鋼的焊接性能測(cè)定
鑄的焊接性能一般是指鋼適應(yīng)常用的焊接方法和焊接工藝性能。焊接性能包括兩個(gè)方面的概念：（1）焊接加工時(shí)鋼形成完整焊接接頭的能力。（2）已焊成的焊接接頭在使用條件下安全運(yùn)行的能力。
對(duì)鑄鋼件來(lái)說(shuō)，焊接是用來(lái)焊補(bǔ)鑄件的缺陷，修整鑄件，或者將兩個(gè)或數(shù)個(gè)鑄件焊接成裝配部件。
鑄鋼件的焊接性能與其焊接工藝有關(guān)，不同的鋼種可采用不同的工藝以獲得良好的焊接接頭。碳素鑄鋼及低合金鋼的焊接性能主要取決于它們的化學(xué)
成分及熱處理。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)**0.3%及錳、硅含量低的碳素鑄鋼不需任何措施即可焊接。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)**0.3%的碳素鋼鑄件焊接前較好進(jìn)行預(yù)熱（焊條在施焊前進(jìn)得烘干），采用低氫焊條，以降低焊縫的含氫量，因?yàn)闅涫窃斐珊缚p熱影響冷裂紋的重要因素之一。對(duì)于鑄鋼的焊接裂紋敏感性的判斷有間接評(píng)價(jià)法與焊接性試驗(yàn)法。
4.	鑄鋼的切削性能測(cè)定
鑄鋼的切削性能是一種綜合性能，目前尚沒(méi)有一定標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有確切的試驗(yàn)方法。一般是按刀具壽命、切削抗力大小、被加工鑄件表面粗糙度和切屑排除難易程度加以衡量。這4項(xiàng)既各自獨(dú)立而又互相聯(lián)系，要在所有的切削條件下同時(shí)滿足4項(xiàng)要求是困難的，有時(shí)是矛盾的。例如，適當(dāng)提高被切削鋼的硬度可以改善加工件表面粗糙度，但刀具壽命降低。
5.	溫度測(cè)定
1.	測(cè)溫裝置  在生產(chǎn)上通常使用的測(cè)溫裝置為熱電偶的二次儀表（毫伏計(jì)、電子電位差計(jì)）。此外還有光學(xué)溫計(jì)、水銀溫度計(jì)（450℃以下）等。
（1）	熱電偶 熱電偶是使用較廣泛的測(cè)溫元件。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量精度高、測(cè)量范圍寬便于遠(yuǎn)距離傳送與集中檢測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。
（2）	毫伏計(jì)、電子電位差計(jì)   毫伏計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用方便，適用于測(cè)量高、中、低溫。但因精度不高，其應(yīng)用受到一定限制。


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• 詞條

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