控制水轮机无锡不锈钢铸件裂纹缺陷的措施 分享 打印
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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东方电气集团东方电机有限公司生产的水轮机关键部件大部分采用的是无锡不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo和ZG06Cr16Ni5Mo，这类材质铸造性能较差，流动性差，体收缩和线收缩较大，热应力大，容易产生裂纹。由于水轮机不锈钢铸件内外质量要求高，工况条件恶劣，因此均要求100%磁粉检测、超声检测、渗透检测。因※※其裂纹倾向大，故生产工艺流程复杂，过程控制困难，一旦铸件产生裂纹，不仅返修工作量大，严重的还可能报废，造成重大经济损失。
水轮机无锡不锈钢铸件产生裂纹缺陷的原因主要有以下几方面：
1）铸件结构复杂，壁厚不均匀，在凝固和冷却过程中产生的内应力大，特别是在热节处。
2）钢水中有害元素（如S、P）、夹杂物、H、O、N等含量偏多，是造成铸件裂纹的重要原因。
3）铸造工艺设计不合理，冒口补贴及浇注系统设置不当，使铸件产生缩孔、疏松、气孔、砂眼等缺陷，都易造成铸件基体的割裂和应力集中，从而使铸件产生裂纹。
4）生产过程中没有严格执行工艺，如保温时间不足，过早开箱等会影响铸件固态收缩，造成应力快速释放，产生裂纹。
5）铸件在落砂、转运、切割、清理等过程中操作不当也会增加铸件内应力，造成铸件裂纹。
通过在实践中不断摸索、分析、研究，在实际生产过程中可采取以下措施和方法来预防无锡不锈钢铸件裂纹缺陷的产生：
（1）铸造工艺设计要全面考虑铸件的结构、形状、大小、壁厚及其过渡等影响铸件液态和固态收缩的因素，选择适当的工艺参数，防止缩孔疏松等铸造缺陷。铸件的浇冒口系统设计要合理，若要采用冷铁等工艺措施，其安放的部位要合理，既要保证铸件内部组织的致密性，又要尽量避免应力集中的情况产生。
（2）冶炼过程中，尽量降低P、S等有害元素的含量，降低N、H、O等气体和夹杂物含量。
（3）通过适当延长铸件在砂型中的保温时间，主要是控制开箱温度低于70℃，保证铸件在砂型中充分完成液态和固态收缩，避免外力因素造成应力集中的情况发生。
（4）在铸件落砂清理过程中，避免外力和铸件内应力相互作用产生裂纹。
（5）根据铸件条件选择适当的热割浇冒口工艺方式，保证热割起始温度不低于300℃。
（6）开箱后要及时进行热处理。
（7）在对无锡不锈钢铸件进行缺陷处理时，要坚持预热原则。
（8）对重大无锡不锈钢铸件增加一次最终消除应力退火工序，严格控制保温时间和出炉温度。（余冶）