Grandes piezas fundidas
Las piezas fundidas de acero se refieren a piezas hechas de acero fundido, que tienen propiedades similares al hierro fundido pero son más fuertes que el hierro fundido. Las piezas fundidas de acero son propensas a tener defectos tales como defectos en los poros y un posicionamiento angular impreciso durante el proceso de fundición, y la carcasa puede romperse con el uso a largo plazo.
1. Ventajas
Una de las ventajas de las fundiciones de acero es la flexibilidad del diseño. Los diseñadores tienen la mayor libertad de diseño en la forma y el tamaño de las piezas fundidas, especialmente para piezas con formas complejas y secciones huecas. Las fundiciones de acero pueden usar el proceso único del ensamblaje del núcleo.
Para hacer. Su formación y cambio de forma son muy fáciles, y la velocidad de conversión del dibujo al producto terminado es muy rápida, lo que conduce a una rápida respuesta de cotización y reducción del tiempo de entrega.
El diseño perfecto de forma y calidad, el factor de concentración de tensión más pequeño y la estructura general más sólida reflejan la flexibilidad y las ventajas tecnológicas del diseño de fundición de acero:
1) La fabricación metalúrgica de fundiciones de acero tiene una gran adaptabilidad y variabilidad. Se pueden seleccionar diferentes composiciones químicas y control de estructura para adaptarse a los requisitos de varios proyectos; las propiedades mecánicas y el uso se pueden seleccionar en un rango más amplio a través de diferentes procesos de tratamiento térmico Rendimiento y tiene un buen rendimiento de soldadura y rendimiento de procesamiento.
2) La isotropía de los materiales de acero fundido y la sólida estructura general de las piezas de acero fundido mejoran la confiabilidad de la ingeniería. Junto con las ventajas del diseño de peso reducido y el corto tiempo de entrega, tiene una ventaja competitiva en términos de precio y economía.
3) El peso de las piezas fundidas de acero puede variar dentro de un amplio rango. El peso pequeño puede ser fundición de precisión de inversión de solo decenas de gramos, mientras que el peso de las piezas fundidas de acero grandes puede alcanzar varias toneladas, docenas de toneladas o incluso cientos de toneladas.
2. Desventajas
(1) Organización desigual. Después de inyectar el metal líquido en el molde, la capa de metal líquido que hace contacto primero con la pared del molde tiene la caída de temperatura más rápida, por lo que se solidifica rápidamente en granos más finos.
A medida que aumenta la distancia desde la pared del molde, la influencia de la pared del molde se debilita gradualmente y los cristales crecen en cristales columnares paralelos entre sí a lo largo de la dirección perpendicular a la pared del molde. En el centro de la fundición, la disipación de calor no tiene una direccionalidad significativa y puede crecer en todas las direcciones hasta que entren en contacto entre sí, por lo que se forma una región cristalina equiaxial. Se puede observar que la estructura de la fundición no es uniforme y, en general, los granos son relativamente gruesos.
(2) La organización no es densa. La cristalización del metal líquido avanza en la forma de crecimiento de las ramas, y el metal líquido entre las ramas finalmente se solidifica, pero es difícil que las ramas se llenen completamente con el metal líquido, lo que provoca la falta de compacidad general de las piezas fundidas.
Además, el metal líquido inyectado en el molde se contrae en volumen durante el enfriamiento y la solidificación sin reponerse lo suficiente, y también puede formar agujeros sueltos o incluso por contracción. El grafito en las fundiciones de hierro a menudo aparece en escamas, esferas u otras formas de mayor tamaño, y también se puede considerar como una estructura no compacta.
(3) La superficie es rugosa. La superficie es generalmente rugosa y no se puede comparar con la superficie mecanizada, y la forma también es más complicada. Debido a las características de las fundiciones de acero, casi todos los sectores industriales necesitan usar fundiciones de acero en barcos y vehículos, maquinaria de construcción, maquinaria de ingeniería, energía. equipo de estación, maquinaria de minería y equipo metalúrgico, equipo de aviación y aeroespacial, pozos de petróleo y equipo químico, etc.
La aplicación es particularmente extensa. En cuanto a la aplicación de fundiciones de acero en varios sectores industriales, la situación puede ser bastante diferente debido a las diferentes condiciones específicas en varios países.
Hay muchas variedades de fundiciones de acero. Aquí hay una breve descripción del uso de fundiciones de acero en varios sectores industriales importantes.
Aplicación de piezas de fundición de acero.
1. Equipo de la central eléctrica
El equipo de la planta de energía es un producto de alta tecnología y sus partes principales funcionan continuamente durante mucho tiempo bajo una carga alta. Muchas partes de la planta de energía térmica y del equipo de la planta de energía nuclear aún deben resistir la corrosión del vapor a alta temperatura y alta presión, por lo que la confiabilidad de las partes Hay requisitos muy estrictos.
Las fundiciones de acero pueden cumplir con estos requisitos en la mayor medida y se utilizan ampliamente en equipos de centrales eléctricas.
2. Locomotoras y vehículos ferroviarios
El transporte ferroviario está íntimamente relacionado con la seguridad de la vida y los bienes de las personas, por lo tanto. Es muy importante garantizar la seguridad. Algunos componentes clave del material rodante, como ruedas, marcos laterales, cabezales, acopladores, etc., son todos de fundición de acero tradicional.
El interruptor utilizado en los desvíos ferroviarios es un componente que resiste fuertes impactos y fricciones. Las condiciones de trabajo son extremadamente duras y la forma es muy complicada.
3. Construcción, maquinaria de construcción y otros vehículos.
Grandes engranajes helicoidales dobles hechos de acero fundido
Las condiciones de trabajo de la maquinaria de construcción y la maquinaria de ingeniería son muy malas. La mayoría de las piezas están sujetas a altas cargas o necesitan soportar impactos y desgaste. Una gran parte de ellos son fundiciones de acero, como ruedas motrices, ruedas de carga y balancines en sistemas móviles. , Zapatas de pista, etc.
Las piezas fundidas de acero rara vez se utilizan en automóviles en general, pero muchas piezas fundidas de acero también se utilizan en las piezas móviles de vehículos especiales todoterreno y camiones pesados.
Producir
(1) Fundición de acero fundido. El acero fundido debe fundirse en hornos eléctricos, principalmente hornos de arco eléctrico y hornos de inducción. Según el material de revestimiento y el sistema de escoria utilizado, se puede dividir en horno ácido y horno alcalino. El acero al carbono y el acero de baja aleación se pueden fundir en cualquier horno, pero el acero de alta aleación solo se puede fundir en un horno alcalino.
(2) Proceso de fundición. El acero fundido tiene un alto punto de fusión, poca fluidez y el acero fundido es fácil de oxidar y obtener gas. Al mismo tiempo, su contracción volumétrica es de 2 a 3 veces mayor que la de la fundición gris. Por lo tanto, el rendimiento de fundición del acero fundido es deficiente y es propenso a defectos como vertido insuficiente, porosidad, cavidad de contracción, agrietamiento térmico, adherencia de arena y deformación.
Para evitar los defectos anteriores, se deben tomar las medidas correspondientes en el proceso.
La arena de moldeo utilizada en la producción de fundiciones de acero debe tener alta refractariedad y propiedades antiadherentes, así como alta resistencia, permeabilidad al aire y retirada.
La arena cruda generalmente usa arena de sílice grande y uniforme; para evitar que se pegue la arena, la superficie de la cavidad suele recubrirse con una pintura refractaria superior; cuando se producen piezas grandes, se usa principalmente en arena o arena de vidrio de agua más rápido que la fundición. Con el fin de mejorar la resistencia y el retroceso del molde, a menudo se agregan varios aditivos a la arena de moldeo.
En el diseño del sistema de compuertas y riser. Dado que el acero al carbono fundido tiende a solidificarse capa por capa y se contrae mucho, se utiliza el principio de solidificación secuencial rígida para configurar el sistema de compuerta y el elevador. Para evitar la contracción y la contracción. En términos generales, se requieren mazarotas para fundiciones de acero. El hierro frío también se usa más. Además, se debe usar un sistema de vertido de fondo con una forma simple y una gran área de sección transversal tanto como sea posible para hacer que el acero fundido llene el molde de forma rápida y suave.
(3) Tratamiento térmico. El tratamiento térmico del acero fundido suele ser recocido o normalizado. El recocido se utiliza principalmente para fundiciones de acero con w(C) mayor o igual que 0.35 por ciento o estructuras particularmente complejas. Tales fundiciones tienen mala plasticidad, alta tensión de fundición y fácil agrietamiento. La normalización se usa principalmente para fundiciones de acero con w(C) menor o igual a 0.35 por ciento. Este tipo de acero tiene bajo contenido de carbono, buena plasticidad y no es fácil de romper durante el enfriamiento.
Defectos comunes
Aunque los defectos que se producen en el proceso de colada de piezas de acero son similares a los que se producen en la colada de lingotes, no dejan de ser defectos de proceso. Los defectos comunes del proceso incluyen poros, inclusiones, agujeros de contracción, porosidad y grietas.
(1) Poros (burbujas): Los poros (burbujas) son huecos formados debido al contenido excesivo de gas en el metal fundido, la humedad y la mala permeabilidad al aire del modelo. Los poros de la fundición se dividen en poros dispersos individuales y poros densos.
(2) Inclusiones: Las inclusiones se dividen en inclusiones no metálicas e inclusiones metálicas. Las inclusiones no metálicas son los productos formados por la reacción química entre el metal y el gas durante la fundición o las inclusiones formadas por la mezcla de materiales refractarios y arena de moldeo con acero fundido durante la fundición. Las inclusiones metálicas son inclusiones formadas por metales diferentes que ocasionalmente caen en el acero fundido y no se derriten.
(3) Cavidades de contracción: Las cavidades de contracción son defectos formados porque la contracción del volumen del metal fundido no puede complementarse durante el enfriamiento y la solidificación. Los orificios de contracción se ubican principalmente cerca del tubo vertical de vertido y la mayor parte de la sección transversal o el cambio repentino de la sección transversal.
(4) Porosidad: debido a la mala fundición, la forma incorrecta del molde, etc., se generan grietas en los límites de grano fino o vacíos finos en el medio del espesor de la pared de la fundición de acero, y se forma la estructura suelta. Esta parte del grano La combinación entre ellos es bastante débil (la formación de sombras similares a nubes en la película radiográfica).
(5) Fisura: La fisura se refiere al defecto formado por la fisuración parcial de la fundición debido a un exceso de impurezas de bajo punto de fusión durante el proceso de enfriamiento y una tensión interna excesiva (tensión térmica y tensión estructural). Cuando hay un cambio repentino en el tamaño de la sección de la fundición, la concentración de tensiones es grave y es fácil que aparezcan grietas.
En resumen, la característica significativa de los defectos de proceso en las fundiciones de acero es su forma compleja; los defectos de uso de las piezas fundidas de acero son principalmente grietas por fatiga, incluidas las grietas por fatiga mecánica y las grietas por fatiga térmica.
Detectar
Dificultades en la detección
1. Mala penetración de ultrasonidos
Los granos de cristal gruesos, la estructura desigual y otras interfaces complejas mejoran la dispersión de las ondas ultrasónicas y la atenuación de la energía es grande, por lo que el espesor detectable es más pequeño que el de las piezas forjadas.
2. Mucho desorden de interferencia
Cuando la onda de sonido se dispersa en la estructura no densa y desigual y la interfaz de grano grueso, la intensidad de la señal dispersa es mayor y la sonda la recibe; la superficie de fundición rugosa formará desorden en el reflejo de la onda de sonido; estos se mostrarán en la pantalla del osciloscopio. Es un eco desordenado similar a un bosque (también llamado eco similar a la hierba), que puede inundar el eco defectuoso y dificultar la identificación del eco defectuoso.
3. Malas condiciones de acoplamiento de la superficie
La superficie de la fundición de acero es áspera, lo que no favorece el acoplamiento del sonido, la dureza de la superficie es grande y es difícil de pulir.
4. Es difícil cuantificar los defectos
Debido a la gran atenuación de las ondas sonoras por las fundiciones de acero y la forma complicada de los defectos, la evaluación cuantitativa de los defectos basada en defectos artificiales tiene grandes errores y es más difícil cuantificar los defectos por cálculo.
Lo anterior es exactamente la dificultad de la inspección de fundición, estas dificultades hacen que la inspección de fundición esté sujeta a ciertas restricciones. Pero, por otro lado, debido a los requisitos de calidad más bajos de las piezas fundidas, se permite un tamaño más grande y una mayor cantidad de defectos individuales, y la regularidad de los lugares donde aparecen los defectos de fundición es fuerte, por lo que la inspección de piezas todavía tiene cierto valor.
Método de detección
1) Para fundiciones pequeñas y medianas (especialmente fundiciones de precisión de inversión), que son de tamaño pequeño, peso ligero y menos procesadas, pueden magnetizarse en al menos dos direcciones sustancialmente perpendiculares en una máquina de inspección de partículas magnéticas fijas.
Lo mejor es usar corriente continua o corriente continua pulsante, y usar el método húmedo continuo para la inspección. Están disponibles el método de corriente continua, el método de varilla pasante, el método de flujo y el método de bobina.
2) Para fundiciones más grandes y pesadas, magnetice partes o zonas en al menos dos direcciones sustancialmente perpendiculares. Lo mejor es usar un detector de fallas de partículas magnéticas portátil o móvil con rectificación de CC o de media onda, y usar el método de contacto o método de yugo, método continuo seco o método continuo húmedo para detectar partes o particiones de piezas fundidas. En general, las pruebas deben llevarse a cabo en dos direcciones perpendiculares entre sí.
3) Para evitar que la fundición en contacto con el electrodo se queme, se recomienda tomar las siguientes medidas: cuando el contacto no está en pleno contacto con la superficie de la fundición, no hay corriente conectada y el contacto solo está eliminado cuando la corriente ha sido desconectada. Y utilizar contactos suficientemente limpios y adecuados. Para superficies lisas y limpias que han sido maquinadas, se debe usar el método de yugo.
4) Debido a la influencia de la tensión de fundición, algunas grietas (grietas en frío) de las piezas fundidas de acero retrasarán el agrietamiento, por lo que no deben probarse inmediatamente después de la fundición, sino después de 1 a 2 días.
5) Si el defecto de fundición excede el estándar aceptado y es rechazado, y se permite la excavación (pala) y soldadura de reparación, el área de soldadura de reparación también debe prestar atención para controlar las grietas retardadas.
6) La inspección debe realizarse a simple vista, y se puede usar una lupa no más de 3 veces solo en la inspección de los niveles de calidad 001 y 01.
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