Fundições Grandes
As peças fundidas de aço referem-se a peças feitas de aço fundido, que têm propriedades semelhantes ao ferro fundido, mas são mais fortes que o ferro fundido. As fundições de aço são propensas a falhas, como defeitos nos poros e posicionamento angular impreciso durante o processo de fundição, e a carcaça pode quebrar em uso a longo prazo.
1. Vantagens
Uma das vantagens da fundição de aço é a flexibilidade do projeto. Os projetistas têm a maior liberdade de design na forma e tamanho das peças fundidas, especialmente para peças com formas complexas e seções ocas. As fundições de aço podem usar o processo exclusivo da montagem do núcleo.
Fazer. Sua formação e mudança de forma são muito fáceis, e a velocidade de conversão do desenho para o produto acabado é muito rápida, o que leva a uma resposta rápida de cotação e redução do tempo de entrega.
O design perfeito de forma e qualidade, o menor fator de concentração de tensão e a estrutura geral mais forte, refletem a flexibilidade e as vantagens tecnológicas do design de fundição de aço:
1) A fabricação metalúrgica de fundidos de aço tem forte adaptabilidade e variabilidade. Diferentes composições químicas e controle de estrutura podem ser selecionados para se adaptar aos requisitos de vários projetos; as propriedades mecânicas e o uso podem ser selecionados em uma faixa maior através de diferentes processos de tratamento térmico Desempenho e tem bom desempenho de soldagem e desempenho de processamento.
2) A isotropia dos materiais de aço fundido e a forte estrutura geral das peças de aço fundido melhoram a confiabilidade da engenharia. Aliado às vantagens do design de peso reduzido e curto prazo de entrega, tem uma vantagem competitiva em termos de preço e economia.
3) O peso das peças fundidas de aço pode variar dentro de uma ampla faixa. O peso pequeno pode ser de peças fundidas de precisão de investimento de apenas dezenas de gramas, enquanto o peso de peças fundidas de aço grandes pode atingir várias toneladas, dezenas de toneladas ou até centenas de toneladas.
2. Desvantagens
(1) Organização desigual. Depois que o metal líquido é injetado no molde, a camada de metal líquido que primeiro entra em contato com a parede do molde tem a queda de temperatura mais rápida, solidificando-se rapidamente em grãos mais finos.
À medida que a distância da parede do molde aumenta, a influência da parede do molde enfraquece gradualmente e os cristais crescem em cristais colunares paralelos entre si ao longo da direção perpendicular à parede do molde. No centro do fundido, a dissipação de calor não tem direcionalidade significativa, podendo crescer em todas as direções até que entrem em contato, formando uma região de cristal equiaxial. Pode-se observar que a estrutura na fundição não é uniforme e, em geral, os grãos são relativamente grosseiros.
(2) A organização não é densa. A cristalização do metal líquido prossegue no caminho do crescimento dos ramos, e o metal líquido entre os ramos finalmente se solidifica, mas é difícil que os ramos sejam completamente preenchidos pelo metal líquido, o que causa a não compactação geral das peças fundidas.
Além disso, o metal líquido injetado no molde encolhe em volume durante o resfriamento e a solidificação sem ser suficientemente reabastecido, podendo também formar furos soltos ou mesmo de contração. O grafite em fundidos de ferro geralmente aparece em flocos, esferas ou outras formas de tamanho maior e também pode ser considerado uma estrutura não compacta.
(3) A superfície é áspera. A superfície é geralmente áspera e não pode ser comparada com a superfície usinada, e a forma também é mais complicada Devido às características dos fundidos de aço, quase todos os setores industriais precisam usar fundidos de aço em navios e veículos, máquinas de construção, máquinas de engenharia, energia equipamentos de estação, máquinas de mineração e equipamentos metalúrgicos, equipamentos de aviação e aeroespaciais, poços de petróleo e equipamentos químicos, etc.
A aplicação é particularmente extensa. Quanto à aplicação de fundidos de aço em vários setores industriais, a situação pode ser bastante diferente devido às diferentes condições específicas em vários países.
Existem muitas variedades de peças fundidas de aço. Aqui está uma breve descrição do uso de fundidos de aço em vários setores industriais importantes.
Aplicação de fundidos de aço
1. Equipamento da estação de energia
O equipamento da usina é um produto de alta tecnologia e suas partes principais são operadas continuamente por um longo tempo sob alta carga. Muitas partes da usina termelétrica e equipamentos da usina nuclear ainda precisam suportar a corrosão de alta temperatura e vapor de alta pressão, então a confiabilidade das peças Existem requisitos muito rigorosos.
As peças fundidas de aço podem atender a esses requisitos em grande medida e são amplamente utilizadas em equipamentos de usinas de energia.
2. Locomotivas e veículos ferroviários
O transporte ferroviário está, portanto, intimamente relacionado à segurança da vida e da propriedade das pessoas. É muito importante garantir a segurança. Alguns componentes-chave do material circulante, como rodas, estruturas laterais, travessas, acopladores, etc., são todos fundidos de aço tradicionais.
O interruptor utilizado em interruptores ferroviários é um componente que suporta forte impacto e atrito. As condições de trabalho são extremamente duras e a forma é muito complicada.
3. Construção, máquinas de construção e outros veículos
Engrenagens helicoidais duplas grandes feitas de aço fundido
As condições de trabalho das máquinas de construção e máquinas de engenharia são muito precárias. A maioria das peças são submetidas a cargas elevadas ou precisam resistir a impactos e desgastes. Grande parte deles são fundidos de aço, como rodas motrizes, rodas portantes e balancins em sistemas móveis. , Sapatos de pista, etc.
As peças fundidas de aço raramente são usadas em automóveis em geral, mas muitas peças fundidas de aço também são usadas nas partes móveis de veículos especiais fora de estrada e caminhões pesados.
Produzir
(1) Fundição de aço fundido. O aço fundido deve ser fundido em fornos elétricos, principalmente fornos elétricos a arco e fornos de indução. De acordo com o material de revestimento e o sistema de escória utilizado, ele pode ser dividido em forno ácido e forno alcalino. O aço carbono e o aço de baixa liga podem ser fundidos em qualquer forno, mas o aço de alta liga só pode ser fundido em um forno alcalino.
(2) Processo de fundição. O aço fundido tem um alto ponto de fusão, baixa fluidez e o aço fundido é fácil de oxidar e obter gás. Ao mesmo tempo, seu encolhimento de volume é 2 a 3 vezes maior que o do ferro fundido cinzento. Portanto, o desempenho de fundição do aço fundido é ruim e é propenso a defeitos como vazamento insuficiente, porosidade, cavidade de retração, trincas térmicas, aderência de areia e deformação.
Para evitar os defeitos acima, as medidas correspondentes devem ser tomadas no processo.
A areia de moldagem utilizada na produção de fundidos de aço deve ter alta refratariedade e propriedades antiaderentes, além de alta resistência, permeabilidade ao ar e recuo.
A areia bruta geralmente usa areia de sílica grande e uniforme; para evitar a aderência da areia, a superfície da cavidade é frequentemente revestida com uma tinta refratária superior; ao produzir peças grandes, é usado principalmente em areia ou areia de vidro de água mais rápido que a fundição. A fim de melhorar a resistência e o recuo do molde, vários aditivos são frequentemente adicionados à areia de moldagem.
No projeto do sistema de gating e riser. Como o aço carbono fundido tende a solidificar camada por camada e encolhe muito, o princípio da solidificação sequencial rígida é usado para configurar o sistema de abertura e o riser. Para evitar encolhimento e encolhimento. De um modo geral, os risers são necessários para fundições de aço. O ferro frio também é mais usado. Além disso, um sistema de vazamento de fundo com uma forma simples e uma grande área de seção transversal deve ser usado o máximo possível para fazer com que o aço fundido preencha o molde de forma rápida e suave.
(3) Tratamento térmico. O tratamento térmico do aço fundido geralmente é recozido ou normalizado. O recozimento é usado principalmente para fundidos de aço com w(C) maior ou igual a 0,35 por cento ou estruturas particularmente complexas. Tais peças fundidas têm baixa plasticidade, alta tensão de fundição e fácil rachadura. A normalização é usada principalmente para fundidos de aço com w(C) menor ou igual a 0,35 por cento . Este tipo de aço tem baixo teor de carbono, boa plasticidade e não é fácil de quebrar durante o resfriamento.
Defeitos comuns
Embora os defeitos produzidos no processo de fundição de aço sejam semelhantes aos produzidos pela fundição de lingotes, eles ainda são defeitos de processo. Defeitos comuns de processo incluem poros, inclusões, furos de contração, porosidade e rachaduras.
(1) Poros (bolhas): Os poros (bolhas) são vazios formados devido ao conteúdo excessivo de gás no metal fundido, umidade e baixa permeabilidade ao ar do modelo. Os poros na fundição são divididos em poros dispersos simples e poros densos.
(2) Inclusões: As inclusões são divididas em inclusões não metálicas e inclusões metálicas. As inclusões não metálicas são os produtos formados pela reação química entre metal e gás durante a fundição ou as inclusões formadas pela mistura de materiais refratários e areia de moldagem com aço fundido durante a fundição. Inclusões metálicas são inclusões formadas por metais diferentes que ocasionalmente caem no aço fundido e não derretem.
(3) Cavidades de contração: As cavidades de contração são defeitos formados porque a contração de volume do metal fundido não pode ser suplementada durante o resfriamento e a solidificação. Os orifícios de retração estão localizados principalmente perto do riser de vazamento e da maior parte da seção transversal ou da mudança repentina da seção transversal.
(4) Porosidade: devido à má fundição, forma imprópria do molde, etc., rachaduras no limite de grão fino ou vazios finos são gerados no meio da espessura da parede do aço fundido, e a estrutura solta é formada. Esta parte do grão A combinação entre eles é bastante fraca (a formação de sombras semelhantes a nuvens no filme radiográfico).
(5) Rachadura: Rachadura refere-se ao defeito formado por trincas parciais da peça fundida devido ao excesso de impurezas de baixo ponto de fusão durante o processo de resfriamento e estresse interno excessivo (estresse térmico e estresse estrutural). Onde há uma mudança repentina no tamanho da seção do fundido, a concentração de tensão é séria e as trincas são fáceis de aparecer.
Em resumo, a característica significativa dos defeitos de processo em peças fundidas de aço é sua forma complexa; os defeitos no uso de peças fundidas de aço são principalmente trincas de fadiga, incluindo trincas de fadiga mecânica e trincas de fadiga térmica.
Detectar
Dificuldades na detecção
1. Má penetração de ultrassom
Grãos de cristal grosseiros, estrutura irregular e outras interfaces complexas, todos aumentam a dispersão de ondas ultrassônicas, e a atenuação de energia é grande, de modo que a espessura detectável é menor que a dos forjados.
2. Muitas interferências
Quando a onda sonora é espalhada na estrutura irregular e não densa e na interface de grão grosso, a intensidade do sinal espalhado é maior e é recebida pela sonda; a superfície de fundição áspera formará desordem na reflexão da onda sonora; estes serão exibidos na tela do osciloscópio. É um eco confuso tipo floresta (também chamado eco tipo grama), que pode inundar o eco do defeito e dificultar a identificação do eco do defeito.
3. Condições de acoplamento de superfície ruins
A superfície da fundição de aço é áspera, o que não é propício ao acoplamento do som, a dureza da superfície é grande e é difícil de polir.
4. É difícil quantificar defeitos
Devido à grande atenuação das ondas sonoras pelas fundições de aço e à forma complicada dos defeitos, a avaliação quantitativa de defeitos com base em defeitos artificiais apresenta grandes erros e é mais difícil quantificar defeitos por cálculo.
O exposto acima é exatamente a dificuldade da inspeção de fundição, essas dificuldades fazem com que a inspeção de fundição esteja sujeita a certas restrições. Mas, por outro lado, devido aos requisitos de qualidade mais baixos das peças fundidas, um tamanho maior e um número maior de defeitos individuais são permitidos, e a regularidade dos locais onde os defeitos de fundição aparecem é forte, portanto, a inspeção de fundição ainda tem um certo valor.
Método de detecção
1) Para fundidos de pequeno e médio porte (especialmente fundidos de precisão de investimento), que são pequenos em tamanho, leves em peso e menos processados, eles podem ser magnetizados em pelo menos duas direções substancialmente perpendiculares em uma máquina de inspeção de partículas magnéticas fixas.
É melhor usar corrente contínua ou corrente contínua pulsante e usar o método contínuo úmido para inspeção. Método de corrente contínua, método de passagem por haste, método de fluxo e método de bobina estão todos disponíveis.
2) Para fundidos maiores e mais pesados, magnetize peças ou zonas em pelo menos duas direções substancialmente perpendiculares. É melhor usar um detector de defeitos de partículas magnéticas portátil ou móvel com retificação DC ou de meia onda e usar o método de contato ou método de garfo, método contínuo seco ou método contínuo úmido para detectar peças ou partições de peças fundidas. Os testes geralmente devem ser realizados em duas direções perpendiculares entre si.
3) Para evitar a queima da peça fundida em contato com o eletrodo, recomenda-se tomar as seguintes medidas: quando o contato não está em contato total com a superfície da peça fundida, não há corrente conectada, e o contato é apenas removido quando a corrente foi desconectada. E use contatos suficientemente limpos e adequados. Para superfícies lisas e limpas que foram usinadas, o método do garfo deve ser usado.
4) Devido à influência do estresse de fundição, algumas rachaduras (trincas a frio) das peças fundidas de aço retardarão a fissuração, portanto, não devem ser testadas imediatamente após a fundição, mas devem ser testadas após 1 a 2 dias.
5) Se o defeito de fundição exceder o padrão aceito e for rejeitado, e for permitida escavação (pá) e solda de reparo, a área de solda de reparo também deve estar atenta ao controle das trincas retardadas.
6) A inspeção deve ser feita a olho nu, sendo que uma lupa no máximo 3 vezes pode ser utilizada somente na inspeção dos níveis de qualidade 001 e 01.
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