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        鑄鋼詳談

        2019-09-03
                     對于強度、塑性和耐性要求更高的機器零件,需求選用鑄鋼件。鑄鋼件的產量僅次于鑄鐵,約占鑄件總產量的15%。

          一、依照化學成分鑄鋼可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類。其中以碳素鑄鋼運用最廣,占鑄鋼總產量的80%以上。

          1、碳素鑄鋼

          一般的,低碳鋼ZG15的熔點較高、鑄造功能差,僅用于制作電機零件或滲碳零件;中碳鋼ZG25ZG45,具有高于各類鑄鐵的綜合功能,即強度高、有優良的塑性和耐性,因而適于制作形狀雜亂、強度和耐性要求高的零件,如火車車輪、鍛錘機架和砧座、軋輥和高壓閥門等,是碳素鑄鋼中運用最多的一類;高碳鋼ZG55的熔點低,其鑄造功能較中碳鋼的好,但其塑性和耐性較差,僅用于制作少量的耐磨件。

          2、合金鑄鋼

          根據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#xkhjs#低合金鑄鋼,我國首要運用錳系、錳硅系及鉻系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用來制作齒輪、水壓機作業缸和水輪機轉子等零件,而ZG40Cr1常用來制作高強度齒輪和高強度軸等重要受力零件。

          2#xkhjs#高合金鑄鋼,具有耐磨、耐熱或耐腐蝕等特別功能。如高錳鋼ZGMn13,是一種抗磨鋼,首要用于制作在干磨擦作業條件下運用的零件,如挖掘機的抓斗前壁和抓斗齒、拖拉機和坦克的履帶等;鉻鎳不銹鋼ZG1Cr18Ni9和鉻不銹鋼ZG1Cr13ZGCr28等,對硝酸的耐腐蝕性很高,首要用于制作化工、石油、化纖和食物等設備上的零件。

          二、鑄鋼的鑄造工藝特點

          鑄鋼的機械功能比鑄鐵高,但其鑄造功能卻比鑄鐵差。由于鑄鋼的熔點較高,鋼液易氧化、鋼水的流動性差、縮短大,其體縮短率為1014%,線縮短為1.82.5%。為防止鑄鋼件發生澆缺乏、冷隔、縮孔和縮松、裂紋及粘砂等缺點,有必要采取比鑄鐵雜亂的工藝措施:

          1、由于鋼液的流動性差,為防止鑄鋼件發生冷隔和澆缺乏,鑄鋼件的壁厚不能小于8mm;澆注體系的結構力求簡單、且截面尺度比鑄鐵的大;選用干鑄型或熱鑄型;適當提高澆注溫度,一般為1520°~1600℃,由于澆注溫度高,鋼水的過熱度大、堅持液態的時間長,流動性可得到改善。但是澆溫過高,會引起晶粒粗大、熱裂、氣孔和粘砂等缺點。因而一般小型、薄壁及形狀雜亂的鑄件,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、由于鑄鋼的縮短大大超越鑄鐵,為防止鑄件出現縮孔、縮松缺點,在鑄造工藝上大都選用冒口和、冷鐵和補助等措施,以實現次序凝固。

          此外,為防止鑄鋼件發生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺點,應使其壁厚均勻、防止尖角和直角結構、在鑄型用型砂中加鋸末、在型芯中加焦炭、以及選用空心型芯和油砂芯等來改善砂型或型芯的讓步性和透氣性。

          #xkhks#1#xkhjs#鑄鋼的熔點高,相應的其澆注溫度也高。高溫下鋼水與鑄型材料相互作用,極易發生粘砂缺點。因而,應選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。為削減氣體來歷、提高鋼水流動性及鑄型強度,大多鑄鋼件用干型或快干型來鑄造,如選用CO2硬化的水玻璃砂型。

          三、鑄鋼件的熱處理

          鑄鋼件均應在熱處理后運用。由于鑄態下的鑄鋼件內部存在氣孔、裂紋、縮孔和縮松、晶粒粗大、安排不均及殘余內應力等鑄造缺點,使鑄鋼件的強度、尤其是塑性和耐性大大降低。

          為細化晶粒、均勻安排及消除內應力,鑄鋼件有必要進行正火或退火處理。正火處理后的鋼,其機械功能較退火后的高,本錢也較低,所以運用較多。但由于正火處理會引起較退火大的內應力,只適用于含碳量小于0.35%的鑄鋼件。由于低碳鑄鋼件的塑性好,冷卻時不易開裂。為減小內應力,鑄鋼件在正火后,還應進行高溫回火。對于含碳量≥0.35%的、結構雜亂及易發生裂紋的鑄鋼件,只能進行退火處理。鑄鋼件不宜淬火,不然極易開裂。

          四、鑄鋼的熔煉

          鑄鋼的熔煉一般選用平爐,電弧爐和感應爐等。平爐的特點是容量大、可利用廢鋼作質料、能精確操控鋼的成分并能熔煉優質鋼及低合金鋼,多用于熔煉質量要求高的、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量、對爐料的要求不甚嚴厲、簡單升溫,故能煉優質鋼、高級合金鋼和特別鋼等,是生產成型鑄鋼件的常用設備。

          此外,選用工頻或中頻感應爐,能熔煉各種高級合金鋼和碳含量極低的鋼。感應爐的熔煉速度快、合金元素燒損小、能源消耗少、且鋼液質量高,即雜質含量少、夾雜少,適于小型鑄鋼車間選用。

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