控制水輪機不銹鋼鑄件裂紋缺陷的措施

水輪機不銹鋼鑄件產生裂紋缺陷的原因分析根據生產實際情況，分析鑄件結構、成分、工藝及出現的缺陷，水輪機不銹鋼鑄件產生裂紋缺陷的原因主要有以下幾個方面：

(1)鑄件結構復雜，壁厚不均勻，在凝固和冷卻過程中產生的內應力大，特別是在熱節處。由于鑄件結構復雜，壁厚過渡不均勻，同時為質量工藝上采取了內外兩層冒口系統，這些都造成了鑄件內應力加大。若不采取相應的措施，極易產生裂紋。

(2)鋼水中元素(如S，P)、夾雜物、H，O，N等含量偏多。有資料表明鋼水中元素和夾雜物及氣體含量也是造成鑄件裂紋的重要原因。

(3)鑄造工藝設計不合理，冒口補貼及澆注系統設置不當，使鑄件產生縮孔、縮松、氣孔、砂眼等缺陷，都易造成鑄件基體的割裂和應力集中，從而使鑄件產生裂紋。

(4)生產過程中沒有嚴格執行工藝，如保溫時間不足，過早開箱等會影響鑄件固態收縮，造成應力釋放，產生裂紋。

(5)鑄件在落砂、轉運、切割、清理等過程中操作不當也會增加鑄件內應力，造成鑄件裂紋。

預防不銹鋼鑄件產生裂紋缺陷的措施

鑄件內應力主要是由于液態收縮和固態收縮受阻而產生的，此外在鑄件打箱、氣割澆冒口以及吹、刨、焊、磨等鑄件精整過程和后序機加工過程中都會增加內應力。不銹鋼鑄件本身材質就比較脆弱，裂紋傾向大，若內應力越大，鑄件產生裂紋的可能性就越大。因此，實際生產過程中采取的措施來減少和其內應力。通過在實踐中不斷摸索、分析、研究、總結，主要采取以下措施和方法來預防不銹鋼鑄件裂紋缺陷的產生：

(1)鑄造工藝設計要考慮鑄件的結構、形狀、大小、壁厚及其過渡等影響鑄件液態和固態收縮的因素，選擇適當的工藝參數，防止縮孔縮松等鑄造缺陷。鑄件的澆冒口系統設計要合理，若要采用冷鐵等工藝措施，其安放的部位要合理，既要鑄件內部組織的致密性，又要盡量避免應力集中的情況產生。

(2)冶煉過程中，盡量降低P，S等元素的含量，降低N，H，O等氣體和夾雜物含量。在實際生產中，通過采用低磷鋼中間合金，起到了較好的效果。

(3)通過適當延長鑄件在砂型中的保溫時間，主要是控制開箱溫度低于70℃，鑄件在砂型中充分完成液態和固態收縮，避免外力因素造成應力集中的情況發生。

(4)在鑄件落砂清理過程中，嚴禁打箱時向砂型和鑄件澆水，嚴禁采用撞箱等較強外力沖擊方式落砂，從而避免外力和鑄件內應力相互作用產生裂紋。

(5)根據鑄件條件選擇適當的熱割澆冒口工藝方式，熱割起始溫度不低于300℃。操作時，氣割具和吹氧管不能在鑄件表面局部停留時間過長，需振動切割。重要件割后及時用石棉布蓋住割口或進爐熱處理。對于上冠及軸流式葉片一類結構復雜、工藝上采取措施的鑄件，我們采用二次熱割的方式，的避免了裂紋產生。

(6)開箱后要及時進行熱處理。一方面，由于鑄件在鑄態下組織脆弱，若不及時進行熱處理，鑄件極有可能在生產現場受到其他工件或外力碰撞受損造成裂紋；另一方面，還要根據鑄件的結構和較大壁厚確定鑄件在熱處理過程中的保溫時間，鑄件溫度均勻，以使其應力充分釋放，避免裂紋缺陷產生。生產實際中，根據不同鑄件分別采用6h，8h，10h，12h保溫。

(7)在對不銹鋼鑄件進行缺陷處理時，凝固過程符合順序凝固的原則，沒有出現孤立的液相區，同時也看到鑄件較終凝固的區域全部集中在冒口內部，距鑄件本體有距離。同時也說明了外冷鐵設計的合理性。

冶煉與澆注

冶煉鋼液要求精煉(LH)，鋼水純凈度，嚴格控制鋼液中P，S含量以及氣體的含量。澆注采用兩層內澆道，3包合澆并配合補澆冒口三次。澆注以低溫快澆為原則，澆注溫度1540一1548℃，且以下限為宜，澆注時間不超過2.5min。以上措施的目的是使冒口與鑄件結合體的然后凝固區域盡量遠離鑄件本體，減少夾雜，以及減小偏析、縮松對鑄件組織與力學性能的影響。