大型鋳物
鋼鋳物とは、鋳鉄と同様の特性を持ちながら鋳鉄よりも強度が高い鋳鋼で作られた部品を指します。 鋼鋳物は、鋳造プロセス中に細孔欠陥や不正確な角度位置合わせなどの欠点が発生しやすく、長期使用でケーシングが破損する可能性があります。
1.利点
鋳鋼の利点の 1 つは、設計の自由度です。 設計者は、特に複雑な形状や中空部分を持つ部品の場合、鋳物の形状とサイズにおいて最大の設計自由度を持っています。 鋼鋳物は、コア アセンブリの独自のプロセスを使用できます。
作る。 成形や形状変更が非常に容易で、図面から完成品への変換速度が非常に速いため、迅速な見積もり対応と納期の短縮につながります。
形状と品質の完璧な設計、最小の応力集中係数、および最強の全体構造はすべて、鋼鋳造設計の柔軟性と技術的利点を反映しています。
1) 鋼鋳物の冶金製造には、強い適応性と変動性があります。 さまざまなプロジェクトの要件に適応するために、さまざまな化学組成と構造制御を選択できます。 さまざまな熱処理プロセスにより、機械的特性と用途をより広い範囲で選択できます 性能と優れた溶接性能と加工性能を備えています。
2) 鋳鋼材料の等方性と鋳鋼部品の強力な全体構造により、エンジニアリングの信頼性が向上します。 軽量設計、短納期のメリットと相まって、価格面、経済面で優位性があります。
3) 鋼鋳物の重量は、広範囲に変化する可能性があります。 小さな重量はわずか数十グラムのインベストメント精密鋳造であり、大きな鋼鋳物の重量は数トン、数十トン、さらには数百トンに達することがあります。
2.短所
(1) 不均一な組織。 液体金属が金型に射出された後、最初に金型壁に接触する液体金属の層が最も急速に温度が低下するため、より細かい粒子に急速に固化します。
型壁からの距離が大きくなるにつれて、型壁の影響が次第に弱まり、結晶は型壁に垂直な方向に沿って互いに平行な柱状結晶に成長します。 鋳物の中心部では、熱放散に大きな方向性がなく、互いに接触するまであらゆる方向に成長できるため、等軸結晶領域が形成されます。 鋳物の組織は均一ではなく、一般的に言えば、粒子は比較的粗いことがわかります。
(2) 組織が密集していない。 液体金属の結晶化は枝の成長の方法で進行し、枝の間の液体金属は最終的に固化しますが、枝が液体金属で完全に満たされることは困難であり、これが鋳物の一般的な非コンパクト化の原因となります。
さらに、金型に注入された液体金属は、十分に補充されずに冷却および固化中に体積が収縮し、緩んだり、ひけ穴を形成することさえあります。 鋳鉄のグラファイトは、より大きなサイズのフレーク、球体、またはその他の形状で現れることが多く、非コンパクトな構造と見なすこともできます。
(3) 表面がざらざらしている。 表面は一般的に粗く、機械加工面と比較することはできず、形状もより複雑です 鋼鋳物の特性により、ほとんどすべての産業部門で、船舶や車両、建設機械、土木機械、電力などに鋼鋳物が使用される必要がありますステーション機器、鉱山機械および冶金機器、航空および航空宇宙機器、油井、化学機器など。
アプリケーションは特に広範です。 さまざまな産業分野での鋳鋼の適用に関しては、さまざまな国で特定の条件が異なるため、状況はまったく異なる場合があります。
鋼の鋳物には多くの種類があります。 ここでは、いくつかの主要な産業部門における鋳鋼の使用について簡単に説明します。
鋳鋼の応用
1.発電所設備
発電設備はハイテク製品であり、その主要部分は高負荷で長時間連続運転されます。 火力発電所や原子力発電所の設備の多くの部品は、依然として高温高圧蒸気の腐食に耐える必要があるため、部品の信頼性には非常に厳しい要件があります。
鋳鋼はこれらの要求を最大限に満たすことができ、発電所設備に広く使用されています。
2. 鉄道機関車・車両
鉄道輸送は、人命や財産の安全に深くかかわっています。 安全を確保することは非常に重要です。 車輪、サイド フレーム、ボルスター、カプラーなど、鉄道車両の重要なコンポーネントの一部は、すべて従来の鋳鉄製です。
鉄道の開閉器に使用される開閉器は、強い衝撃や摩擦に耐える部品です。 使用条件は非常に過酷で、形状は非常に複雑です。
3. 建設、建設機械、その他の車両
建設機械や土木機械の労働条件は非常に悪い。 ほとんどの部品は、高い負荷がかかるか、衝撃や摩耗に耐える必要があります。 それらの大部分は、移動システムの駆動輪、耐荷重輪、ロッカー アームなどの鋼鋳物です。 、トラックシューズなど
一般的な自動車には鋳鋼が使われることは少ないですが、特殊オフロード車や大型トラックの可動部にも鋳鋼が多く使われています。
生産
(1) 鋳鋼の製錬。 鋳鋼は電気炉、主に電気アーク炉と誘導炉で製錬する必要があります。 使用するライニング材とスラグ系により、酸性炉とアルカリ性炉に分けられます。 炭素鋼と低合金鋼はどの炉でも製錬できますが、高合金鋼はアルカリ炉でしか製錬できません。
(2) 鋳造工程。 鋳鋼は融点が高く流動性が悪く、溶鋼は酸化しやすくガスが発生しやすい。 同時に、その体積収縮はねずみ鋳鉄の 2 ～ 3 倍です。 そのため、鋳鋼の鋳造性は悪く、鋳込み不足、気孔率、引け巣、熱割れ、砂付き、変形などの欠陥が生じやすい。
上記の欠陥を防ぐために、対応する対策をプロセスで講じる必要があります。
鋳鋼品の製造に使用される鋳物砂には、高耐火性、耐粘着性、高強度、通気性、後退性が求められます。
原砂は通常、大きくて均一なケイ砂を使用します。 砂の付着を防ぐために、キャビティの表面は耐火性の高い塗料でコーティングされることがよくあります。 大きな部品を製造する場合、鋳造よりも速く砂または水ガラスの砂で主に使用されます。 鋳型の強度や後退性を向上させるために、鋳物砂にはさまざまな添加剤が添加されることがよくあります。
ゲーティングシステムとライザーの設計。 鋳造炭素鋼は層ごとに固化する傾向があり、大幅に収縮するため、ゲート システムとライザーの設定には、剛性の順次凝固の原則が使用されます。 縮みや縮みを防ぎます。 一般的に言えば、鋼の鋳物には押湯が必要です。 冷たい鉄もより多く使用されます。 また、鋳型内への溶鋼の充填を迅速かつスムーズに行うために、できるだけ単純な形状で断面積の大きい底注湯方式を採用する必要があります。
(3) 熱処理。 鋳鋼の熱処理は、通常、焼鈍または焼きならしです。 アニーリングは主に、w(C) 0.35% 以上または特に複雑な構造の鋼鋳物に使用されます。 このような鋳物は、可塑性が低く、鋳造応力が高く、割れやすい。 正規化は主に、w(C) が 0.35% 以下の鋳鋼に使用されます。 このタイプの鋼は、炭素含有量が低く、可塑性が高く、冷却中に割れにくいです。
一般的な欠陥
鋼鋳物の鋳造プロセスで発生する欠陥は、インゴット鋳造で発生する欠陥と似ていますが、それでもプロセス欠陥です。 一般的なプロセス欠陥には、気孔、介在物、引け穴、気孔、クラックなどがあります。
(1) 気孔（気泡）：気孔（気泡）とは、溶湯中の過剰なガス含有量、水分、モデルの通気性の悪さによって形成される空隙です。 鋳物中の気孔は、単分散気孔と密気気孔に分かれます。
(2) 介在物：介在物は、非金属介在物と金属介在物に分けられます。 非金属介在物とは、製錬時に金属とガスが化学反応してできた生成物や、鋳造時に溶鋼に耐火物や鋳物砂が混ざり合ってできた介在物です。 金属介在物は、時折溶鋼に落ちて溶けない異種金属によって形成される介在物です。
(3) 引け巣：引け巣とは、溶湯が冷却凝固する際の体積収縮を補うことができずに発生する欠陥のことです。 収縮穴は、ほとんどの場合、注入ライザーと断面の最大部分または断面の急激な変化の近くにあります。
（4）気孔率：製錬不良、不適切な金型形状などにより、鋼鋳物の肉厚の途中に微細な粒界亀裂または微細な空隙が発生し、緩い組織が形成されます。 粒子のこの部分 それらの間の組み合わせは非常に弱いです (放射線写真フィルム上の雲のような影の形成)。
(5)クラック：クラックとは、冷却過程での過剰な低融点不純物や過剰な内部応力（熱応力や構造応力）により、鋳物が部分的に割れてできた欠陥のことを指します。 鋳物の断面寸法が急激に変化する箇所は、応力集中が激しくクラックが入りやすい。
要約すると、鋼鋳物のプロセス欠陥の重要な特徴は、その複雑な形状です。 鋼鋳物の使用における欠陥は、主に疲労亀裂であり、機械的疲労亀裂と熱疲労亀裂が含まれます。
探知
検出の難しさ
1. 超音波の浸透が悪い
粗大な結晶粒や不均一な構造など複雑な界面が超音波の散乱を助長し、エネルギーの減衰が大きく、検出できる厚みは鍛造品に比べて薄くなります。
2. 多くの干渉クラッタ
音波が不均一で密度の低い構造と粗い粒子の界面で散乱すると、散乱信号の強度が大きくなり、プローブによって受信されます。 粗いキャスティング表面は、音波の反射に乱雑さを形成します。 これらはオシロスコープ画面に表示されます。これは乱雑な森のようなエコー (草のようなエコーとも呼ばれます) であり、欠陥エコーをあふれさせ、欠陥エコーの識別を妨げる可能性があります。
3. 表面結合条件が悪い
鋼鋳物の表面は粗く、音の結合を助長せず、表面硬度が大きく、研磨が困難です。
4. 欠陥の数値化が難しい
鋳鋼による音波の減衰が大きく、欠陥の形状が複雑なため、人為的な欠陥に基づく欠陥の定量評価は誤差が大きく、計算による欠陥の定量化はより困難です。
以上がまさに鋳造検査の難しさであり、これらの難しさが鋳造検査に一定の制約を課しています。 しかし一方で、鋳物の品質要件が低いため、より大きなサイズと多数の単一欠陥が許容され、鋳造欠陥が現れる場所の規則性が強いため、鋳造検査には依然として一定の価値があります。
検出方法
１）小型、軽量、加工の少ない中小型鋳物（特にインベストメント精密鋳物）の場合、固定磁粉探傷機でほぼ直交する２方向以上の着磁が可能である。
直流または脈動直流を使用し、湿式連続検査法を使用するのが最善です。 直流方式、ロッドスルー方式、フラックス方式、コイル方式を取り揃えております。
2) より大きくて重い鋳物の場合、少なくとも 2 つの実質的に垂直な方向で部品またはゾーンを磁化します。 可搬式または移動式の磁粉探傷器を直流または半波整流で使用し、接触式またはヨーク式、乾式連続式、湿式式連続式で鋳造品の部品や隔壁を検出するのが最適です。 試験は一般に、相互に垂直な 2 つの方向で実施する必要があります。
3) 電極と接触している鋳物の焼損を防ぐために、次の対策を講じることをお勧めします。電流が切断されたときに削除されます。 また、十分に清潔で適切な接点を使用してください。 機械加工された滑らかできれいな表面には、ヨーク法を使用する必要があります。
4) 鋳造応力の影響により、鋼鋳物の一部のクラック (コールドクラック) は、クラックの発生を遅らせますので、鋳造後すぐにテストするのではなく、1 ～ 2 日後にテストする必要があります。
5) 鋳造欠陥が許容基準を超えて不合格となり、掘削 (ショベル) と補修溶接が許可された場合、補修溶接エリアも遅延亀裂の管理に注意を払う必要があります。
6) 検査は肉眼で行う必要があり、001 および 01 品質レベルの検査にのみ 3 倍までの拡大鏡を使用できます。
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