控制水轮机不锈钢铸件裂纹缺陷的措施.pdf

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1、《大型铸锻件》No．4HEAVYCAnNGANDFORGINGJuly2014控制水轮机不锈钢铸件裂纹缺陷的措施徐建渝张建军(1．东方电气集团东方电机有限公司，四川618000；2．西华大学材料科学与工程学院，四川610039)摘要：分析了水轮机不锈钢铸件产生裂纹的原因，并提出了预防措施。关键词：水轮机；不锈钢铸件；裂纹中图分类号：TG245文献标志码：ATheControlMeasuresforCrackDefectofStainlessSteelHydraulicTurbineCastingsXuJianyu，ZhangJiardunAbstra

2、ct：Thereasonsareanalyzedforcrackdefectofstainlesssteelhydraulicturbinecastingandthepreventivemeasuresareputforward．Keywords：hydraulicturbine；stainlesssteelcasting；crack我公司生产的水轮机关键部件大部分采用的而使铸件产生裂纹。是不锈钢ZG06Crl3Ni4Mo和zGo6Cr16Ni5Mo，这(4)生产过程中没有严格执行工艺，如保温类材质铸造性能较差，流动性差，体收缩和线收缩时间不足，过早

3、开箱等会影响铸件固态收缩，造成较大，热应力大，容易产生裂纹。由于水轮机不锈应力快速释放，产生裂纹。钢铸件内外质量要求高，工况条件恶劣，因此均要(5)铸件在落砂、转运、切割、清理等过程中求100％磁粉检测、超声检测、渗透检测。因其裂操作不当也会增加铸件内应力，造成铸件裂纹。纹倾向大，故生产工艺流程复杂，过程控制困难，2预防不锈钢铸件产生裂纹缺陷的措施一旦铸件产生裂纹，不仅返修工作量大，严重的还可能报废，造成重大经济损失。铸件内应力主要是由于液态收缩和固态收缩受阻而产生的，此外在铸件打箱、气割浇冒口以及l水轮机不锈钢铸件产生裂纹缺陷的原因分析吹、刨、焊、

4、磨等铸件精整过程和后序机加工过程根据生产实际情况，分析铸件结构、成分、工中都会增加内应力。我公司生产的艺及出现的缺陷，水轮机不锈钢铸件产生裂纹缺ZG06Crl3Ni4Mo和zG06Cr16Ni5Mo不锈钢铸件，陷的原因主要有以下几个方面：本身材质就比较脆弱，裂纹倾向大，若内应力越(1)铸件结构复杂，壁厚不均匀，在凝固和冷大，铸件产生裂纹的可能性就越大。因此，实际生产过程中必须采取必要的措施来减少和消除其内却过程中产生的内应力大，特别是在热节处。比应力。通过在实践中不断摸索、分析、研究、总结，如我公司制造的上冠类铸件，由于铸件结构复杂，主要采取以下措施

5、和方法来预防不锈钢铸件裂纹壁厚过渡不均匀，同时为保证质量工艺上采取了缺陷的产生：内外两层冒口系统，这些都造成了铸件内应力加(1)铸造工艺设计要全面考虑铸件的结构、大。若不采取相应的措施，极易产生裂纹。形状、大小、壁厚及其过渡等影响铸件液态和固态(2)钢水中有害元素(如s、P)、夹杂物、H、收缩的因素，选择适当的工艺参数，防止缩孔缩松o、N等含量偏多。有资料表明钢水中有害元素等铸造缺陷。铸件的浇冒口系统设计要合理，若和夹杂物及气体含量也是造成铸件裂纹的重要原要采用冷铁等工艺措施，其安放的部位要合理，既因。要保证铸件内部组织的致密性，又要尽量避免应(3)

6、铸造工艺设计不合理，冒口补贴及浇注力集中的情况产生¨。系统设置不当，使铸件产生缩孔、缩松、气孔、砂眼(2)冶炼过程中，尽量降低P、S等有害元素等缺陷，都易造成铸件基体的割裂和应力集中，从的含量，降低N、H、O等气体和夹杂物含量。在收稿日期：2Ol3一l0—11实际生产中，通过采用低磷钢中间合金，起到了较45No．4《大型铸锻件》July2014HEAVYCASTINGANDF0RGING好的效果。持预热原则。在吹、焊工序处理时，工件要预热至(3)通过适当延长铸件在砂型中的保温时108~C以上方可进行操作。若发现较大的裂纹缺间，主要是控制开箱温度低于7

7、0℃，保证铸件在陷，应先进行去应力退火，再进行处理。处理完以砂型中充分完成液态和固态收缩，避免外力因素后还要进行一次去应力退火。造成应力集中的情况发生。(8)对重大不锈钢铸件增加一次最终消除应(4)在铸件落砂清理过程中，严禁打箱时向力退火工序，严格控制保温时间和出炉温度。其砂型和铸件浇水，严禁采用撞箱等较强外力冲击目的是减少生产过程中产生新的应力集中，更加方式落砂，从而避免外力和铸件内应力相互作用彻底地消除铸件内应力，防止裂纹产生。产生裂纹。3结论(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~C。操作由于工艺设计充分考

8、虑了铸件内应力的影时，气割枪和吹氧管不能在铸件表面局部停留时响，生产中采用相关措施，抓好过程质量控制，近间过