由于薄壁長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筒的結構特點。更容易判斷出缺陷的性質(zhì)，檢測原始數(shù)據(jù)可數(shù)字化存儲，易于追溯，具有一定的優(yōu)勢，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A脈沖超聲波檢測技術那樣可適用于鑄鋼件所有的復雜表面。使用具有一定的局限性，圖11PAUT在掛舵臂無損探傷中的使用◆鑄鋼件缺陷的修補通過前文可以發(fā)現(xiàn)，缺陷的存在會大大鑄鋼件的疲勞強度，必須采用的手段對缺陷進行處理，本部分基于在32.5萬噸掛舵臂鑄鋼件檢驗中遇到的缺陷修復實例進行分析。按照CCS材料與焊接規(guī)范的規(guī)定。鑄鋼件特征：氣孔是存在于鑄件表面或內(nèi)部的孔洞，呈圓形、橢圓形或不規(guī)則形，有時多個氣孔組成一個氣團，皮下一般呈梨形。嗆孔形狀不規(guī)則，且表面粗糙，氣窩是鑄件表面凹進去一塊，表面較。明孔外觀檢查就能發(fā)現(xiàn)，皮下氣孔經(jīng)機械加工后才能發(fā)現(xiàn)。否則稱為[冷軋"。壓延是金屬加工中常用的手段，壓力鑄造的實質(zhì)是在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填壓鑄型(壓鑄模具)型，隨著時間，兩側逐漸凝固會產(chǎn)生收縮應力，兩側的應力會在此缺陷位置集中，但由于鑄件溫度較高。并無較度，在應力拉扯情況下，容易開裂，再者，若此位置再有夾砂之類的缺陷，便有了裂紋源，在應力集中的情況下，更容易產(chǎn)生熱裂紋，為了避免此位置再次出現(xiàn)裂紋，在后續(xù)的產(chǎn)品生產(chǎn)中在此位置割筋，割筋冷卻速度較快。在一定的時間內(nèi)便會具有較高的強度，可以有效由于應力過大產(chǎn)生裂紋的傾向，型腔清潔程度，裂紋源，在此改進措施下，該系列船后續(xù)產(chǎn)品在該位置未再次產(chǎn)生裂紋，控。
煤粉在型砂中的作用和應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)生化學反應。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?？紫吨械臍怏w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，就會形成熱。形成原因：1、模具預熱溫度太低，金屬經(jīng)過澆注時冷卻太快。2、模具排氣設計不良，氣體不能通暢。3、涂料不好，本身排氣性不佳，甚至本身揮發(fā)或分解出氣體。4、模具型腔表面有孔洞、凹坑，金屬注入后孔洞、凹坑處氣體迅速壓縮金屬，形成嗆孔。ZG3Cr17Ni7Mo2N鍋爐用肋板5、模具型腔表面銹蝕，且未清理干凈。6、原材料（砂芯）存放不當，使用前未經(jīng)預熱。7、脫氧劑不佳，或用量不夠或操作不當?shù)取?
液態(tài)金屬澆注到與零件形狀，尺寸相適應的鑄型型腔中，待其冷卻凝固，以毛坯或零件的生產(chǎn)，通常稱為金屬液態(tài)成形或鑄造，工藝流程:金屬→充型→凝固收縮→鑄件工藝特點:可生產(chǎn)形狀任意復雜的制件，特別是內(nèi)腔形狀復雜的制件。適應性強，合金種類不受，鑄件大小幾乎不受，材料來源廣，廢品可重熔，設備低，廢品率高，表面較低，勞動條件差，鑄造分類:(1)砂型鑄造(sandcasting)砂型鑄造:在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造，工藝流程:砂型鑄造工藝流程技術特點:適合于制成形狀復雜，特別是具有復雜內(nèi)腔的毛坯,適應性廣，成本低,對于某些塑性很差的材料，如鑄。防止：1、模具要充分預熱，涂料（石墨）的粒度不宜太細，透氣性要好。2、使用傾斜澆注澆注。3、原材料應存通風干燥處，使用時要預熱。5、澆注溫度不宜過高。
北京ZG3Cr17Ni7Mo2N鑄鋼件鍋爐用肋板特征：縮孔是鑄件表面或內(nèi)部存在的一種表面粗糙的孔，輕微縮孔是許多分散的小縮孔，即縮松，縮孔或縮松處晶粒。常發(fā)生在鑄件內(nèi)澆道附近、冒口、厚大部位，壁的厚薄轉接處及具有大平面的厚薄處。產(chǎn)生原因：緊實度不夠或不勻；面砂強度不夠、或型砂水分過高；液態(tài)金屬壓頭過大、澆注速度太快。防止：鑄型緊實度、避免局部過松；混砂工藝、控制水分，型砂強度；液態(tài)金屬的壓頭、澆注速度。7.抬箱鑄件在分型面處有大面積的披縫，使鑄型外形尺寸發(fā)生變化。抬箱過大，造成跑火——鐵水自分型面外溢，嚴重時造成澆不足缺陷。產(chǎn)生原因：砂箱未緊固、壓鐵不夠或去除壓鐵過早；澆注過快，沖擊力過大；模板翅曲。防止：壓鐵重量，特鐵水凝固后再去除壓鐵；澆包位置，澆注速度；修正模板。8.掉砂鑄件表面上出現(xiàn)的塊狀金屬突起物，其外形與掉落的砂塊很相似。在鑄件其它部位，則往往出現(xiàn)砂眼或殘缺。產(chǎn)生原因：模樣上有深而小的凹。
ZG3Cr17Ni7Mo2N鍋爐用肋板形成原因：1、模具工作溫度控制未達到定向凝固要求。2、涂料選擇不當，不同部位涂料層厚度控制不好。3、鑄件在模具中的位置設計不當。4、澆冒口設計未能達到起充分補縮的作用。5、澆注溫度過低或過高。
所以說在大型鑄件的生產(chǎn)中低溫澆注是必須要遵循的一個原則。大包澆小件的缺點，許多薄壁小鑄件如果澆注速度過快極易形成卷入性氣孔，由于沒有時間從鋼水中就凝固了，像一些氣缸類鑄件出現(xiàn)的氣孔就屬于這種情況，它們是承壓鑄件要經(jīng)過探傷檢驗，這些缺陷的修復是非常有難度的。經(jīng)常就會造成鑄件報廢的情況，是一個比較棘手的問題，大件澆注碰爐翻包后的時間也對鑄件氣孔的產(chǎn)生有一定的影響，小包鋼水翻入大包時卷入的氣體如果沒有足夠的時間讓它浮出來就澆入鑄件時又是一個卷入的，這也是許多大鑄件加工后出現(xiàn)氣孔的原因。只要生產(chǎn)組織充分考慮的這些影響鑄件的因素，經(jīng)過綜合評估，本次焊補采用局部火焰加熱去除應力，焊道處加熱至560℃后保溫時間≥6。：1、磨具溫度。2、涂料層厚度，涂料噴灑要均勻，涂料脫落而補涂時不可形成局部涂料堆積現(xiàn)象。3、對模具進行局部加熱或用絕熱材料局部保溫。4、熱節(jié)處鑲銅塊，對局部進行激冷。5、模具上設計散熱片，或通過水等加速局部地區(qū)冷卻速度，或在模具外，噴霧。6、用可拆缷激冷塊，輪流安型，避免連續(xù)生產(chǎn)時激冷塊本身冷卻不充分。7、模具冒口上設計加壓裝置。8、澆注設計要準確，選擇適宜的澆注溫度。
缺點及局限性：鑄件尺寸不能太大工藝復雜鑄件冷卻速度慢。熔模鑄造在所有毛坯成形中，工藝復雜，鑄件成本也很高，但是如果產(chǎn)品選擇得當，零件設計合理，高昂的鑄造成本由于切削加工、裝配和節(jié)約金屬材料等方面而補償，則熔模鑄造具有良好的經(jīng)濟性。3.壓鑄壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。壓力鑄造a)合型澆注b)壓射c)開型頂件冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內(nèi)，然后壓射沖頭前進，將金屬液型腔。在熱室壓鑄工藝中，壓室垂直于坩堝內(nèi)，金屬液通過壓室上的進料口自動流入壓室。壓射沖頭向下運。特征：渣孔是鑄件上的明孔或暗孔，孔中全部或局部被熔渣所填塞，外形不規(guī)則，小點狀熔劑夾渣不易發(fā)現(xiàn)，將渣去除后，呈現(xiàn)光滑的孔，一般分布在澆注位置下部，內(nèi)澆道附近或鑄件死角處，氧化物夾渣多以網(wǎng)狀分布在內(nèi)澆道附近的鑄件表面，有時呈薄片狀，或帶有皺紋的不規(guī)則云彩狀，或形成片狀夾層，或以團絮狀存在鑄件內(nèi)部，折斷時往往從夾層處斷裂，氧化物在其中，是鑄件形成裂紋的根源之一。
缺點及局限性：鑄件尺寸不能太大工藝復雜鑄件冷卻速度慢。熔模鑄造在所有毛坯成形中，工藝復雜，鑄件成本也很高，但是如果產(chǎn)品選擇得當，零件設計合理，高昂的鑄造成本由于切削加工、裝配和節(jié)約金屬材料等方面而補償，則熔模鑄造具有良好的經(jīng)濟性。3.壓鑄壓鑄工藝原理是利用高壓將金屬液高速一精密金屬模具型，金屬液在壓力作用下冷卻凝固而形成鑄件。壓力鑄造a)合型澆注b)壓射c)開型頂件冷、熱室壓鑄是壓鑄工藝的兩種基本。冷室壓鑄中金屬液由手工或自動澆注裝置澆入壓室內(nèi)，然后壓射沖頭前進，將金屬液型腔。在熱室壓鑄工藝中，壓室垂直于坩堝內(nèi)，金屬液通過壓室上的進料口自動流入壓室。壓射沖頭向下運。形成原因：渣孔主要是由于合金熔煉工藝及澆注工藝造成的（包括澆注的設計不正確），模具本身不會引起渣孔，而且金屬模具是避免渣孔的有效之一。
：1、澆注設置正確或使用鑄造纖維過濾網(wǎng)。2、采用傾斜澆注。3、選擇熔劑，嚴格控制品質(zhì)。
直澆道中鐵水的水平面與鑄件的鐵水水平面相平，邊部略呈圓形。產(chǎn)生原因：澆包中鐵水量不夠；澆道狹小，澆注速度又過快，當鐵水從澆口杯外溢時，操作者誤認為鑄型已經(jīng)充滿，停澆過早。防止：正確估計澆包中的鐵水量；對澆道狹小的鑄型，適當放慢澆注速度，保證鑄型充滿。3.損傷鑄件損傷斷缺。產(chǎn)生原因：鑄件落砂過于，或在搬運中鑄件受到?jīng)_撞而損壞；滾筒清理時，鑄件裝料不當，鑄件的薄弱部分在翻滾時被碰斷；冒口、冒口頸截面尺寸過大；冒口頸沒有做出敲斷面（凹槽）?；蚯贸凉裁翱诘牟徽_，使鑄件本體損傷缺肉。防止：鑄件在落砂清理和搬運時，注意避免各種形式的沖撞、振擊，避免不合理的丟放；滾筒清理時嚴格按工藝規(guī)程和要求進行操。特征：裂紋的外觀是直線或不規(guī)則的曲線，熱裂紋斷口表面被強烈氧化呈暗灰色或黑色，無金屬光澤，冷裂紋斷口表面清潔，有金屬光澤。一般鑄件的外裂直接可以看見，而內(nèi)裂則需借助其他才可以看到。裂紋常常與縮松、夾渣等缺陷有聯(lián)系，多發(fā)生在鑄件尖角內(nèi)側，厚薄斷面交接處，澆冒口與鑄件連接的熱節(jié)區(qū)。
形成原因：金屬模鑄造容易產(chǎn)生裂紋缺陷，因為金屬模本身沒有退讓性，冷卻速度快，容易造成鑄件內(nèi)應力增大，開型過早或過晚，澆注角度過小或過大，涂料層太薄等都易造成鑄件開裂，模具型腔本身有裂紋時也容易裂紋。采用對甲苯磺酸作催化劑會增硫，從而加大熱裂傾向性，高溫金屬凝固時產(chǎn)生的收縮受到砂芯(型)較大的阻力。使鑄件產(chǎn)生應力和變形，而合金表面增硫，又了抗熱裂的能力，當應力或變形超過合金在該溫度下的強度極限或變形能力時，超聲波探傷根據(jù)CCS的相關要求，鑄鋼件超聲波檢測時依據(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，超聲波掃查應采用1MHZ-4MHZ(通常2MHz)的，應合理選擇適合的，在平行截面處，應選擇直用于探測耦合情況和材料的衰減情況,在機加工表面。應選用雙晶直做25mm深度范圍的近表面檢查,在機加工。
鑄造的定義：是將金屬澆鑄到與零件形狀相適應的鑄造空腔中，待其冷卻凝固后，具有一定形狀、尺寸和性能金屬零件毛坯的成型。常見的鑄造有砂型鑄造和精密鑄造，詳細的分類如下表所示。砂型鑄造：砂型鑄造——在砂型中生產(chǎn)鑄件的鑄造。鋼、鐵和大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。精密鑄造：精密鑄造是用精密的造型鑄件工藝的總稱。它的產(chǎn)品精密、復雜、接近于零件后形狀，可不加工或很少加工就直接使用，是一種近凈形成形的先進工藝。常用的鑄造及其優(yōu)缺點1.普通砂型鑄造制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結。：1、應注意鑄件結構工藝性，使鑄件壁厚不均勻的部位均勻過渡，采用的圓角尺寸。2、涂料厚度，盡可能使鑄件各部分達到所要求的冷卻速度，避免形成太大的內(nèi)應力。3、應注意金屬模具的工作溫度，模具斜度，以及適時抽芯開裂，取出鑄件緩冷。
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金屬光澤。產(chǎn)生原因為鋼水在凝固中內(nèi)部應力造成，如開箱過早，鑄件凝固收縮時受型砂的阻力等,冷裂紋線條細且直，裂縫內(nèi)表面潔凈且呈金屬光澤或輕微氧化色，能砂芯熱強度(如1000℃時樹脂砂的抗壓強度是水玻璃砂的5~10倍)。嚴重阻礙砂芯(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，因為糠醇了樹脂的熱分解溫度，了樹脂的熱分解速度，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。由于鑄鋼凝固時液一固兩相區(qū)的區(qū)間較寬，因此呋喃樹脂砂鑄鋼時更易產(chǎn)生熱裂缺陷，尤其是框架結構件，用呋喃樹脂砂。特征：冷隔是一種透縫或有圓邊緣的表面夾縫，中間被氧化皮隔開，不完全融為一體，冷隔嚴重時就成了“欠鑄”。冷隔常出現(xiàn)在鑄件頂部壁上，薄的水平面或垂直面，厚薄壁連接處或在薄的助板上。
有各自的優(yōu)勢和劣勢，其生產(chǎn)優(yōu)缺點比較見表在我國，水玻璃砂工藝是生產(chǎn)鑄鋼件的主要型砂工藝種類，水玻璃砂具有明顯的優(yōu)勢，故可適用于各種不同鑄型(如金屬型，砂型等)，鑄造各種合金及各種大小的鑄件,采用底注式充型。金屬液充型平穩(wěn)，無現(xiàn)象，可避免卷入氣體及對型壁和型芯的沖刷，了鑄件的合格率,鑄件在壓力下結晶，鑄件組織致密，輪廓清晰，表面光潔，力學性能較高，對于大薄壁件的鑄造尤為有利,省去補縮冒口，金屬利用率到90-98%,勞動強度低。勞動條件好，設備簡易，易實現(xiàn)機械化和自動化，應用:以產(chǎn)品為主(氣缸頭，輪轂，氣缸架等)，(5)離心鑄造(centrifugalcasting)離心鑄造:是將金屬液澆入的鑄型。形成原因：1、金屬模具排氣設計不合理。2、工作溫度太低。3、涂料品質(zhì)不好（人為、材料）。4、澆道開設的位置不當。5、澆注速度太慢等。此項工藝認可是CCS對鑄鋼件生產(chǎn)企業(yè)進行工廠認可和對其進行生產(chǎn)的鑄鋼件開展檢驗工作的必要條件。焊補的應嚴格此缺陷修補認可工藝及CCS材料與焊接規(guī)范的要求，缺陷的發(fā)現(xiàn)和初步清理本實例缺陷位于掛舵臂大端軸孔處，經(jīng)超聲波(斜)測定:長度沿著軸線方向，長度約300mm，斷面沿徑線方向向內(nèi)部擴展。深度約60mm，圖12超聲波探傷(斜)圖13缺陷位置示意CCS規(guī)范要求鑄鋼件缺陷可采用打磨，機加工，或鈚鑿加打磨，或氣割或碳弧氣刨加打磨的去除，重要鑄件采用氣割或碳弧氣刨鏟除缺陷時，可視鑄件的化學成分。缺陷大小和性質(zhì)，進行必要的預熱，本次缺陷的采用了碳弧氣刨加砂輪打磨的，電壓25-35V。
：1、正確設計澆道和排氣。2、大面積薄壁鑄件，涂料不要太薄，適當加厚涂料層有利于成型。3、適當模具工作溫度。4、采用傾斜澆注。5、采用機械震動金屬模澆注。
北京ZG3Cr17Ni7Mo2N鑄鋼件鍋爐用肋板特征：在鑄件表面或內(nèi)部形成相對規(guī)則的孔洞，其形狀與砂粒的外形一致，剛出模時可見鑄件表面鑲嵌的砂粒，可從中掏出砂粒，多個砂眼同時存在時，鑄件表面呈桔子皮狀。
可以幫助驗船師在檢驗中關注產(chǎn)品易出現(xiàn)的問題，更好地把控產(chǎn)品，以32.5萬噸礦砂船的掛舵臂鑄鋼件為例，其生產(chǎn)工序繁多，主要分為鋼水冶煉和鑄造兩大步驟。鋼水冶煉工藝主要有長流程工藝和短流程工藝，其中長流程工藝以鐵礦石，焦炭等為原料，采用燒結爐，高爐和轉爐等設備進行煉鋼,短流程工藝以廢鋼為主要原料，利用電爐設備進行煉鋼，目前，船級社(CCS)認可的國內(nèi)各大型鑄造企業(yè)鋼水冶煉工藝以短流程工藝為主(電弧爐(EAF)+鋼包精煉(LF)處理)。本文所列掛舵臂鑄鋼件的鋼水也采用短流程工藝冶煉，工藝步驟如圖1所示，圖1掛舵臂冶煉工藝流程圖鑄造則為水玻璃砂型鑄造，鋼水溫度高砂型受熱大發(fā)氣量會增大，鋼水溫度高吸氣量會增。形成原因：由于砂芯表面掉下的砂粒被銅液包裹存在與鑄件表面而形成孔洞。1、砂芯表面強度不好，燒焦或沒有完全固化。2、砂芯的尺寸與外模不符，合模時壓碎砂芯。3、模具蘸了有砂子污染的石墨水。4、澆包與澆道處砂芯相掉下的砂隨銅水沖進型腔。
：1、砂芯制作時嚴格按工藝生產(chǎn)，檢查品質(zhì)。2、砂芯與外模的尺寸相符。3、是墨水要及時清理。4、避免澆包與砂芯。5、下砂芯時要吹干凈模具型腔里的砂子。磨削加工是應用較為廣泛的切削加工之一，選擇性激光熔融在一個鋪滿金屬粉末的槽內(nèi)。計算機控制著一束大功率的二氧化碳激，內(nèi)水口的高度也是造成的主要原因，這類氣孔由于會分布在鑄件的許多部位而且是內(nèi)部，修復難度極大容易造成鑄件報廢，危害極大，冒口和氣眼的設置也是非常重要的，冒口除了補縮作用之外還有一個非常重要的任務就是排氣作用。一些暗冒口的氣眼如果放的不夠大，也會使得鑄型中氣體不及時而重新被卷入鋼水之中，在使用石灰石砂做內(nèi)腔芯子的氣眼一定要夠大才行，由于這種砂子在高溫下的發(fā)氣量非常大，極易造成由于內(nèi)腔芯排氣不暢而在澆鑄中發(fā)生嗆火現(xiàn)象。終使得鑄件上表面出現(xiàn)大面積的蜂窩狀氣孔，這種問題容易使鑄件報。
