內(nèi)外圓錐面，端面，溝槽，螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等，所用主要是車刀，銑削加工銑削是將毛坯固定，用高速的銑刀在毛坯上走刀。切出需要的形狀和特，鑄造工藝流程見圖2，32.5萬(wàn)噸礦砂船掛舵臂使用地坑組芯造型，鑄造工藝設(shè)計(jì)為平澆，見圖3，鑄件實(shí)體處于平躺狀態(tài)，選擇高度方向的對(duì)稱中分面為鑄件分型面，分為上，下型澆注，內(nèi)腔采用整體芯子。芯盒采用鋼骨架結(jié)構(gòu)，圖2掛舵臂鑄造工藝流程圖圖3掛舵臂澆注示意圖從生產(chǎn)工藝來看，掛舵臂鑄鋼件的生產(chǎn)工序較多，鋼水的，砂型的性能，造型緊實(shí)度控制，合箱時(shí)型腔控制，澆注溫度和速度，開箱溫度，熱處理控制等各個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)影響終的產(chǎn)品。掛舵臂形狀復(fù)雜，主體為薄壁長(zhǎng)筒結(jié)構(gòu)，兩端分別連接厚大的下舵承和下舵鈕結(jié)。鑄件在凝固和冷卻中，由于收縮受阻，各部位冷卻速度不同以及組織轉(zhuǎn)變引起 體積變化等原因，不可避免的會(huì)在鑄件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。鑄件內(nèi)應(yīng)力會(huì)使鑄件在存放、后 序加工及使用中產(chǎn)生裂紋或變形，鑄件的尺寸精度和使用性能，甚至使鑄件報(bào)廢。市場(chǎng)上的需求，國(guó)內(nèi)制造業(yè)產(chǎn)能過剩的情況越發(fā)凸顯出來，市場(chǎng)上僅有的一些訂貨除了價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈到白刃，對(duì)于產(chǎn)品的要求也是更加嚴(yán)格，像鑄鋼件的氣孔問題在過去不算什么大的問題，而現(xiàn)在卻經(jīng)常會(huì)造成產(chǎn)品報(bào)費(fèi)的嚴(yán)重后果。改革開放三十多年來，上許多先進(jìn)的技術(shù)要求也逐漸的走進(jìn)了我們身邊，從而壓鑄件力學(xué)性能和表面的先進(jìn)壓鑄工藝，或壓鑄件內(nèi)部的氣孔，壓鑄件的機(jī)械性能和表面，鍍覆性能;型腔的反壓力?？墒褂幂^低的比壓及鑄造性能較差的合金，有可能用小機(jī)器壓鑄較大的鑄件;了充填條件，可壓鑄較薄的鑄件;模具密封結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造及安裝較困難，因而成本較高;真空壓鑄法如控制不當(dāng)，效果就不是很顯。因此，對(duì)于有較大鑄造殘留應(yīng)力的鑄件，尤其是形狀復(fù)雜的大型鑄件，應(yīng)在機(jī)械加工 前進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力處理。鑄件在焊補(bǔ)時(shí)也會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此，焊補(bǔ)后的鑄件也應(yīng)進(jìn)行 內(nèi)應(yīng)力處理。熱裂紋多呈不規(guī)則曲線，裂縫內(nèi)表面比較粗糙且呈氧化鐵黑褐色無(wú)金屬光澤。產(chǎn)生原因?yàn)殇撍谀讨袃?nèi)部應(yīng)力造成，如開箱過早，鑄件凝固收縮時(shí)受型砂的阻力等,冷裂紋線條細(xì)且直，裂縫內(nèi)表面潔凈且呈金屬光澤或輕微氧化色，能砂芯熱強(qiáng)度(如1000℃時(shí)樹脂砂的抗壓強(qiáng)度是水玻璃砂的5~10倍)。嚴(yán)重阻礙砂芯(型)退讓，呋喃樹脂中糠醇的含量越高(氮含量越低)，鑄件的熱裂傾向越大，因?yàn)榭反剂藰渲臒岱纸鉁囟龋藰渲臒岱纸馑俣?，從而了砂型或砂芯的潰散性，使砂型或砂芯更加阻礙鑄件收縮，造成鑄件熱裂傾向加重。由于鑄鋼凝固時(shí)液一固兩相區(qū)的區(qū)間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時(shí)更易產(chǎn)生熱裂缺陷，尤其是框架結(jié)構(gòu)件，用呋喃樹脂砂。

山東ZG4Cr28Ni48W5Mo2鑄鋼件套筒常采用的鑄件內(nèi)應(yīng)力處理是自然時(shí)效和人工時(shí)效。自然時(shí)效是將鑄件 平穩(wěn)地放置在空地上，一般放置6-18個(gè)月，好經(jīng)過夏季和冬季。大型鑄鐵件，如床 身，機(jī)架等一般采用這種時(shí)效后制件或毛坯的，以上為直接鑄造,還有間接鑄造指將熔融態(tài)金屬或半固態(tài)合金通過沖頭注入密閉的模具型，并施以高壓，使之在壓力下結(jié)晶凝固成型，后制件或毛坯的。連續(xù)鑄造是利用貫通的結(jié)晶器在一端連續(xù)地澆入液態(tài)金屬，從另一端連續(xù)地成型材料的鑄造方，的控制，為產(chǎn)品制造廠挽救了巨大的損失，也為后續(xù)船舶建造節(jié)點(diǎn)的順利完成打下了基礎(chǔ)，本文首先分析了船用掛舵臂鑄鋼件大型化的趨勢(shì),進(jìn)一步結(jié)合生產(chǎn)工藝。分析了掛舵臂鑄鋼件容易出現(xiàn)的缺陷，并給出圖示,進(jìn)一步梳理了如何合理使用無(wú)損探傷技術(shù)發(fā)現(xiàn)缺陷,后結(jié)合某32.5萬(wàn)噸礦砂船大型掛舵臂鑄鋼件的修復(fù)實(shí)例總結(jié)了大缺陷焊補(bǔ)的和注意要點(diǎn)，隨著的經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入到一個(gè)蕭條時(shí)。。自然時(shí)效鑄件尺寸的效果比人工時(shí)效好，但周 期長(zhǎng)，因此中小鑄件、甚至大鑄件通常都采用人工時(shí)效來內(nèi)應(yīng)力。人工時(shí)效通 常指對(duì)鑄件進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力回火，即將鑄件加熱到塑性變形溫度范圍保持一段時(shí)間，使 鑄件各部位溫度均勻化，從而釋放鑄件內(nèi)應(yīng)力，使鑄件尺寸趨于，然后使鑄件在爐內(nèi) 冷卻到彈性變形溫度范圍后出爐空冷。此外，振動(dòng)時(shí)效作為一種鑄件內(nèi)應(yīng)力的 新工藝，由于其能耗和處理成本較低，且在內(nèi)應(yīng)力及保證鑄件尺寸性方面效果 顯著，也越來越受到。整個(gè)熱處理去應(yīng)力要求封閉操作，并采用耐火材料覆蓋緩冷，圖16焊后熱處理焊后探傷檢查在焊后熱處理后。焊補(bǔ)處及其臨近的母材應(yīng)打磨光滑，使用原來的無(wú)損探傷做復(fù)查，以確保修補(bǔ)處的要求，本次缺陷修補(bǔ)，保溫冷卻48小時(shí)后按照IACS，REC，69的要求對(duì)缺陷周圍進(jìn)行了超聲波和磁粉探傷，超聲波探傷采用直和斜。盡可能地覆蓋缺陷可能出現(xiàn)的各個(gè)方向，經(jīng)無(wú)損探傷未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，圖17焊后探傷檢驗(yàn)缺陷原因分析及改進(jìn)措施該缺陷位于軸孔中間部位，相對(duì)于較厚的兩側(cè)截面，此位置，在凝固中降溫快，凝固，而此時(shí)兩側(cè)厚大部位仍有液相存在。形成原因?yàn)樵谀讨欣鋮s不均勻，局部應(yīng)力集中，超過金屬的彈性極限。

為使樹脂砂，尤其呋喃樹脂砂避免或熱裂，可采取以下幾個(gè)方面的措施:合金方面(1)控制鑄件的含硫量。宜在0.03%以下，并且避免鑄件中出現(xiàn)Ⅱ型硫化物，(鑄鋼件中的硫化物呈三種形態(tài)，即Ⅰ型，Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅱ型的硫化物沿晶界分布，呈斷續(xù)狀，容易引起鑄件熱裂，)通過錳硫比來改變硫的分布型態(tài)，(2)對(duì)于碳鋼件。應(yīng)使S+P≤0.07%，因?yàn)榱蚺c磷的疊加作用，使熱裂傾向性，(3)用A1脫氧時(shí)，應(yīng)將鋁的殘留量A1殘留控制≤0.1%,過高的A1殘量，有利于形成A12S3，甚至可能形成A1N，使鋼的斷口呈現(xiàn)[巖石狀"。大大鑄鋼件的抗熱裂能力，(4)使鋼的晶粒能細(xì)化，如在鋼液中加入稀土和硅鈣，因?yàn)樵诓僮饕?guī)程中已經(jīng)對(duì)那些基本的操作做出了詳細(xì)的規(guī)定及實(shí)施方。白口鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力退火合金元素含量高的高合金白口鑄鐵，尤其是高硅鑄鐵和高鉻鑄鐵，由于熱導(dǎo)率低和 線收縮率大，鑄件在凝固冷卻后有較大的殘留應(yīng)力，如不及時(shí)退火予以，極易在放 置、運(yùn)輸、加工和使用中自行開裂，所以必須進(jìn)行人工時(shí)效。推動(dòng)金屬液通過鵝頸管進(jìn)入型腔。金屬液凝固后，壓鑄模具打開，取出鑄件，完成一個(gè)壓鑄循環(huán)。壓鑄工藝流程圖優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品好。鑄件尺寸精度高，一般相當(dāng)于6~7級(jí)，甚至可達(dá)4級(jí)；表面光潔度好，一般相當(dāng)于5~8級(jí)；強(qiáng)度和硬度較高，強(qiáng)度一般比砂型鑄造25~30%，但延伸率約70%；尺寸，互換性好；可壓鑄薄壁復(fù)雜的鑄件；生產(chǎn)效率高。機(jī)器生產(chǎn)率高，例如國(guó)產(chǎn)JⅢ3型冷空壓鑄機(jī)平均八小時(shí)可壓鑄600～700次，小型熱室壓鑄機(jī)平均每八小時(shí)可壓鑄3000~7000次；壓鑄型壽命長(zhǎng)，一付壓鑄型，壓鑄鐘合金，壽命可達(dá)幾十萬(wàn)次，甚至上百萬(wàn)次；易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)良。由于壓鑄件尺寸，表泛光潔等優(yōu)點(diǎn)。一般不再進(jìn)行機(jī)械加工而直接使。
    修改冒口和冒口頸尺寸，做出冒口頸敲斷面，正確打澆冒口的方向。4.粘砂和表面粗糙粘砂是一種鑄件表面缺陷，為鑄件表面粘附著難以的砂粒；如鑄件經(jīng)砂粒后出現(xiàn)凹凸不平的不光滑表面，稱表面粗糙。產(chǎn)生原因：砂粒太粗、砂型緊實(shí)度不夠；型砂中水分太高，使型砂不易緊實(shí)；澆注速度太快、壓力過大、溫度過高；型砂中煤粉太少；模板烘溫過高，表面型砂干枯；或模板烘溫過低，型砂粘附在模板上。防止：在透氣性足夠的情況下，使用較細(xì)原砂，并適當(dāng)型砂緊實(shí)度；保證型砂中的有效煤粉含量；嚴(yán)格控制砂水分；改進(jìn)澆注，改進(jìn)澆注操作、澆注溫度；控制模板烘烤溫度，一般與型砂溫度相等或略高。5.砂眼在鑄件內(nèi)部或表面充塞有型砂的孔。高合金白口鑄鐵的人工時(shí)效工藝，一般是以20-100℃/h 的加熱速度使鑄件升溫到800-900℃，保溫一段時(shí)間后以20-50℃ 的冷卻速度隨爐冷卻到100-150℃以下出爐。形狀復(fù)雜和導(dǎo)熱性極差的鑄件，加熱速度和冷卻速度取下限；一般鑄件的加熱 速度和冷卻速度取上限。保溫時(shí)間t=δ/25（h），式中δ為鑄件厚度（mm）。
以下是實(shí)際生產(chǎn)中采用的高硅耐酸鑄鐵件和高鉻鑄鐵件的人工時(shí)效規(guī)范。采用對(duì)甲苯磺酸作催化劑會(huì)增硫，從而加大熱裂傾向性，高溫金屬凝固時(shí)產(chǎn)生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力。使鑄件產(chǎn)生應(yīng)力和變形，而合金表面增硫，又了抗熱裂的能力，當(dāng)應(yīng)力或變形超過合金在該溫度下的強(qiáng)度極限或變形能力時(shí)，超聲波探傷根據(jù)CCS的相關(guān)要求，鑄鋼件超聲波檢測(cè)時(shí)依據(jù)的為IACSRec，69(優(yōu)先)。GB/T7233及ASTMA609，由于鑄鋼件晶粒，不易選擇太高的探測(cè)，超聲波掃查應(yīng)采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的，應(yīng)合理選擇適合的，在平行截面處，應(yīng)選擇直用于探測(cè)耦合情況和材料的衰減情況,在機(jī)加工表面。應(yīng)選用雙晶直做25mm深度范圍的近表面檢查,在機(jī)加工。

   由于薄壁長(zhǎng)筒與下舵承和下舵鈕部分壁厚相差懸殊，鑄件在凝固收縮中兩部分連接處容易產(chǎn)生熱裂紋，由于掛舵臂主體薄壁長(zhǎng)筒的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。更容易判斷出缺陷的性質(zhì)，檢測(cè)原始數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲(chǔ)，易于追溯，具有一定的優(yōu)勢(shì)，但PAUT由于使用條件的，僅可用于軸孔表面這樣的規(guī)則區(qū)域，而無(wú)A脈沖超聲波檢測(cè)技術(shù)那樣可適用于鑄鋼件所有的復(fù)雜表面。使用具有一定的局限性，圖11PAUT在掛舵臂無(wú)損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補(bǔ)通過前文可以發(fā)現(xiàn)，缺陷的存在會(huì)大大鑄鋼件的疲勞強(qiáng)度，必須采用的手段對(duì)缺陷進(jìn)行處理，本部分基于在32.5萬(wàn)噸掛舵臂鑄鋼件檢驗(yàn)中遇到的缺陷修復(fù)實(shí)例進(jìn)行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。高硅鑄鐵件（ω（C）=0.3%-0.8% , ω（Si）=14.5%、ω（Mn）=0.3%-0.8%、ω（S）≤0.07%、ω（P）≤0.1%）。簡(jiǎn)單的中、小鑄件以100℃/h 的加熱速度升溫至 850℃-900℃，保溫1-2h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻；形狀較復(fù)雜的鑄件，應(yīng)在凝固后冷卻至700℃左右時(shí)即出型送入已預(yù)熱到該溫度的退火爐中，然后升溫至780-850℃，保溫2-4h后以30-50℃/h 的冷卻速度隨爐冷卻。在離心力作用下填充鑄型而凝固成形的一種鑄造。幾乎不存在澆注和冒口的金屬消耗，工藝出品率,生產(chǎn)中空鑄件時(shí)可不用型，要盡量避免使用那些從社會(huì)上回收的各種各樣的零碎材料，因?yàn)槟抢锩娴碾s質(zhì)過于的復(fù)雜，容易給冶煉造成不必要的麻煩，冶煉時(shí)間。而冶煉又不是煮稀飯時(shí)間越長(zhǎng)越好，隨著時(shí)間的鋼水中的各種成分含量在時(shí)刻發(fā)生著變化，像去年天津發(fā)生以后有許多小汽車報(bào)費(fèi)了，說是送到煉鋼廠去煉鋼了，搞過冶煉的人一定知道這樣的所為廢鋼是多么差的了，估計(jì)拿到這批廢鋼的單位干活的們要難過了。要把這樣的東西煉成好鋼難度一定不小，盡管現(xiàn)在大部分單位都是采用精煉，但是對(duì)于一些需要在冶煉后期才可以加入的合金材。
     埋在干石英砂中振動(dòng)造型，在負(fù)壓下澆注。使模型氣化，金屬占據(jù)模型位置，凝固冷卻后形成鑄件的新型鑄造方，掛舵臂鑄鋼件是船舶上使用的重要結(jié)構(gòu)部件，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，截面不規(guī)則，是支撐和懸掛舵結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件，在使用中要受到較大的彎曲疲勞應(yīng)力，掛舵臂的好壞直接關(guān)系到整艘船舶的建造進(jìn)度和。并影響船舶整個(gè)壽命周期的航行安全，近年來，隨著32.5/40萬(wàn)噸礦砂船，30.8萬(wàn)噸油船及2.0/2.1萬(wàn)箱集裝箱船的大量建造，船舶的大型化趨勢(shì)日益明顯，船舶的大型化也意味著掛舵臂鑄鋼件的大型化，以CCS檢驗(yàn)的32.5萬(wàn)噸礦砂船掛舵臂鑄鋼件為例。單體粗加工交貨狀態(tài)下重量達(dá)到了205噸，所需總鋼水量達(dá)到330噸，使用多達(dá)4爐鋼水澆。高鉻鑄鐵件（ω（C）=0.5%-1.0% , ω（Si）=0.5%-1.3%、ω（Mn）=0.5%-0.8%、ω（Cr）=26%-30%、ω（S）≤0.08%、ω（P）≤0.1%）或ω（C）=1.5%-2.2% , ω（Si）=1.3%-1.7%、ω（Mn）=0.5%-0.8%、ω（Cr）=32%-36%、ω（S）≤0.1%、ω（P）≤0.1%）,將鑄件加熱至820-850℃鑄件溫度在500℃ 以下時(shí)加熱速度為20℃/h，鑄件溫度在500℃以上時(shí)加熱速度為50℃/h保溫，保溫時(shí)間 保溫時(shí)間t=δ/25（h），式中δ為鑄件厚度（mm），然后以25-40℃/h的冷卻速度隨爐冷卻至100-150℃出爐空冷。煤粉在型砂中的作用和應(yīng)用鑄鐵件濕型砂里常加入一定量的煤粉。故有人稱這種型砂為煤粉砂，加入煤粉主要是為了鑄鐵件的表面，防止鑄件產(chǎn)生粘砂，夾砂等缺陷，其作用原理目前有以下幾種看法:1.煤粉受熱產(chǎn)生大量的還原性氣體，防止鐵液被氧化，或防止金屬氧化物與造型材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。2.煤粉在高溫液態(tài)金屬熱作用下產(chǎn)生大量的氣體，使金屬液與鑄型材料之間和囪粒孔隙中的氣體壓力猛增，有效地防止液態(tài)金屬的滲入，3.煤粉受熱軟化，結(jié)焦變成膠質(zhì)體，堵塞或砂粒的孔隙，使液態(tài)金屬難以滲入。4.煤粉中的揮發(fā)分在400℃以上的還原性下裂解成光亮碳，它是一種微晶碳或不定型石墨，不被鐵液及其他氧化物，就會(huì)形成熱。

山東ZG4Cr28Ni48W5Mo2鑄鋼件套筒 含硫量過高；澆注溫度過高；冒口頸過大、過短，造成局部過熱嚴(yán)重，或重口太小，補(bǔ)縮不好；鑄件在清理、運(yùn)輸中，受沖擊過大。防止：控制鐵水化學(xué)成分在規(guī)定的范圍內(nèi)；澆注溫度；合理設(shè)計(jì)冒口；鑄件在清理、運(yùn)輸中避免沖擊。12.氣孔氣孔的孔壁光滑明亮，形狀有圓形、梨形和針狀，孔的尺寸有大有小，產(chǎn)生在鑄件表面或內(nèi)部。鑄件內(nèi)部的氣孔在敲碎后或機(jī)械加工時(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。產(chǎn)生原因：小爐料、銹蝕嚴(yán)重或帶有油污，使鐵水含氣量太多、氧化嚴(yán)重；出鐵孔、出鐵槽、爐襯、澆包襯未洪干；澆注溫度較低，使氣體來不及上浮和逸出；爐料中含鋁量較高，易造成孔；砂型透氣性不好、型砂水分高、含煤粉或有機(jī)物較多，使?jié)沧r(shí)產(chǎn)生大量氣體且不易排。球墨鑄鐵件內(nèi)應(yīng)力時(shí)效處理球墨鑄鐵彈性模量較高且對(duì)凝固冷卻速度非常，其鑄件內(nèi)應(yīng)力一般比灰鑄鐵件高1-2倍，與白口鑄鐵相近。因此，對(duì)形狀復(fù)雜、壁厚差較大的球墨鑄鐵件，即使無(wú)特殊 的熱處理要求，一般也應(yīng)進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效處理。球墨鑄鐵件的應(yīng)力傾向 比灰鑄鐵小，且與其基體組織有關(guān)，其低溫時(shí)效回火的工藝要點(diǎn)是：將鑄件加熱到Ac1以 下溫度保溫一段時(shí)間后隨爐冷卻到彈性溫度范圍，于200-250℃出爐空冷。但目前 國(guó)內(nèi)鑄造廠家多采用鑄態(tài)球墨鑄鐵工藝生產(chǎn)球墨鑄鐵件，對(duì)這類球墨鑄鐵件一般不需要 進(jìn)行內(nèi)應(yīng)力的低溫時(shí)效回火處理。故在生產(chǎn)長(zhǎng)管形鑄件時(shí)可大幅度地金屬充型能力,鑄件致密度高，氣孔，夾渣等缺陷少，力學(xué)性能高,便于制造筒，套類復(fù)合金屬鑄件，用于生產(chǎn)異形鑄件時(shí)有一定的局限性,鑄件內(nèi)孔直徑不準(zhǔn)確，內(nèi)孔表面比較粗糙，較差。加工余量大,鑄件易產(chǎn)生比重偏析，應(yīng)用:離心鑄造早用于生產(chǎn)鑄管，在冶金，礦山，交通，排灌機(jī)械，，汽車等行業(yè)中均采用離心鑄造工藝，來生產(chǎn)鋼，鐵及非鐵碳合金鑄件，其中尤以離心鑄鐵管，內(nèi)燃機(jī)缸套和軸套等鑄件的生產(chǎn)為普遍。(6)金屬型鑄造(gritycasting)金屬型鑄造:指液態(tài)金屬在重力作用下充填金屬鑄型并在型中冷卻凝固而鑄件的一種成型，優(yōu)點(diǎn):金屬型的熱導(dǎo)率和熱容量大，冷卻速。