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表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號(hào)及化學(xué)成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學(xué)性能及應(yīng)用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號(hào)中的"DT"和" GT"，分別為“低碳"和“高碳"的拼音字母的字母，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織，參見GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中，不能采用火焰切割、電弧切割、電焊切割和補(bǔ)焊。

鑄件的檢測(cè)主要包括尺寸檢查、外觀和表面的目視檢查、化學(xué)成分分析和力學(xué)性能試驗(yàn),對(duì)于要求比 較重要或鑄造工藝上容易產(chǎn)生問題的鑄件,還需要進(jìn)行無損檢測(cè)工作,可用于球墨鑄鐵件質(zhì)量檢測(cè)的無損檢測(cè)技術(shù)包括液體滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線檢測(cè)、超聲檢測(cè)及振動(dòng)檢測(cè)等。
1 鑄件表面及近表面缺陷的檢測(cè)
1.1液體滲透檢測(cè)
液體滲透檢測(cè)用來檢查鑄件表面上的各種開口缺陷,如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常用的滲透檢測(cè)是著色檢測(cè),它是將具有高滲透能力的有色(一般為紅色)液體(滲透劑)浸濕或噴灑在鑄件表面上,滲透劑滲入到開口缺陷里 面,快速擦去表面滲透液層,再將易干的顯示劑(也叫顯像劑)噴灑到鑄件表面上,待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來后,顯示劑就被染色,從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分布情況。需 要指出的是,滲透檢測(cè)的度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低,即表面越光檢測(cè)效果越好,磨 床磨光的表面檢測(cè)度,甚至可以檢測(cè)出晶間裂紋。除著色檢測(cè)外,熒光滲透檢測(cè)也是常用的液體滲透檢測(cè)方法,它需要配置紫外光燈進(jìn)行照射觀察,檢測(cè)靈敏度比著色檢測(cè)高。
1.2渦流檢測(cè)
渦流檢測(cè)適用于檢查表面以下一般不大于6~7mm深的缺陷。渦流檢測(cè)分放置式線圈法和穿過式線圈法2種。:當(dāng)試件被放在通有交變電流的線圈附近時(shí),進(jìn)入試件的交變磁場(chǎng)可在試件中感生出方向與激勵(lì)磁 場(chǎng)相垂直的、呈渦流狀流動(dòng)的電流(渦流),渦流會(huì)產(chǎn)生一與激勵(lì)磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng),使線圈中 的原磁場(chǎng)有部分減少,從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷,則渦流的電特征會(huì)發(fā)生畸變,從而檢測(cè)出缺陷的存在, 渦流檢測(cè)的主要缺點(diǎn)是不能直觀顯示探測(cè)出的缺陷大小和形狀,一般只能確定出缺陷所在表面位置和深度,另外它對(duì)工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度 不如滲透檢測(cè)。
1.3磁粉檢測(cè)
磁粉檢測(cè)適合于檢測(cè)表面缺陷及表面以下數(shù)毫米深的缺陷,它需要直流(或交流)磁化設(shè)備和磁粉(或磁懸浮液)才能進(jìn)行檢測(cè)操作。磁化設(shè)備用來在鑄件內(nèi)外表面 產(chǎn)生磁場(chǎng),磁粉或磁懸浮液用來顯示缺陷。當(dāng)在鑄件一定范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)時(shí),磁化區(qū)域內(nèi)的缺陷就會(huì)產(chǎn)生漏磁場(chǎng),當(dāng)撒上磁粉或懸浮液時(shí),磁粉被吸住,這樣就可以顯示出缺陷來。這樣顯示出的缺 陷基本上都是橫切磁力線的缺陷,對(duì)于平行于磁力線的長(zhǎng)條型缺陷則顯示不出來,為此,操作時(shí)需 要不斷改變磁化方向,以能夠檢查出未知方向的各個(gè)缺陷。
2鑄件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)
對(duì)于內(nèi)部缺陷,常用的無損檢測(cè)方法是射線檢測(cè)和超聲檢測(cè)。其中射線檢測(cè),它能夠得到反映內(nèi)部缺 陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像,但對(duì)于大厚度的大型鑄件,超聲檢測(cè)是很有效的,可 以比較地測(cè)出內(nèi)部缺陷的位置、當(dāng)量大小和分布情況。
2.1射線檢測(cè)
射線檢測(cè),一般用X射線或γ射線作為射線源,因此需要產(chǎn)生射線的設(shè)備和其他附屬設(shè)施,當(dāng)工件置于射線場(chǎng)照射時(shí),射線的輻射強(qiáng)度就會(huì)受到鑄件內(nèi)部缺陷的影響。穿過鑄件射出的輻射強(qiáng)度隨著缺陷大小、性質(zhì)的不同 而有局部的變化,形成缺陷的射線圖像,通過射線膠片予以顯像記錄,或者通過熒光屏予以實(shí)時(shí)檢 測(cè)觀察,或者通過輻射計(jì)數(shù)儀檢測(cè)。其中通過射線膠片顯像記錄的方法是的方法,也就是通 常所說的射線照相檢測(cè),射線照相所反映出來的缺陷圖像是直觀的,缺陷形狀、大小、數(shù)量、平面 位置和分布范圍都能呈現(xiàn)出來,只是缺陷深度一般不能反映出來,需要采取特殊措施和計(jì)算才能確定。現(xiàn)在出現(xiàn)應(yīng)用射線計(jì)算機(jī)層析照相方法,由于設(shè)備比較昂貴,使用成本高,目前還無法 普及,但這種新技術(shù)代表了高清晰度射線檢測(cè)技術(shù)未來發(fā)展的方向。此外,使用近似點(diǎn)源的微焦點(diǎn)X射線系統(tǒng)實(shí)際上也可較大焦點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生的模糊邊緣,使圖像輪廓清晰。使用數(shù)字圖像系統(tǒng)可 提高圖像的信噪比,進(jìn)一步提高圖像清晰度。
2.2超聲檢測(cè)
超聲檢測(cè)也可用于檢查內(nèi)部缺陷,它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件內(nèi)部的傳播中,碰到內(nèi)部表面或缺陷時(shí)產(chǎn)生反射而發(fā)現(xiàn)缺陷。反射聲能的大小是內(nèi)表面或缺陷的指向性和性質(zhì)以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù),因此可以應(yīng)用各種缺陷或內(nèi)表面反射的聲能來檢測(cè)缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超聲檢測(cè)作為一種應(yīng)用比較廣泛的無損檢測(cè)手段,其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在:檢測(cè)靈敏度高,可以探測(cè)細(xì)小的裂紋;具有大的穿透能力,可以探測(cè)厚截面鑄件。其主要局限性在于:對(duì)于輪廓尺寸復(fù)雜和指向性不好的斷開性 缺陷的反射波形解釋困難;對(duì)于不合意的內(nèi)部結(jié)構(gòu),例如晶粒大小、組織結(jié)構(gòu)、多孔性、夾雜含量 或細(xì)小的分散析出物等,同樣妨礙波形解釋;另外,檢測(cè)時(shí)需要參考標(biāo)準(zhǔn)試塊。

我國(guó)用于灰鑄鐵件熱時(shí)效的能耗每噸鑄件為40～100kg標(biāo)煤，用于球墨鑄鐵件退火、正火的能耗每噸鑄件為100～180kg標(biāo)煤。除少數(shù)企業(yè)生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)鑄件不用熱時(shí)效工藝外，大多生產(chǎn)這類鑄件的企業(yè)仍采用熱時(shí)效工藝應(yīng)力，這是我國(guó)鑄造行業(yè)能耗居高不下的原因之一。推廣使用薄壁高強(qiáng)度灰鑄鐵件生產(chǎn)技術(shù)和高硅碳鑄鐵件生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)的缸體、缸蓋和機(jī)床床身等鑄件，可獲得不用熱時(shí)效工藝的低應(yīng)力鑄鐵件，達(dá)到節(jié)能目的。我國(guó)球墨鑄鐵件中高韌性鐵素體球鐵和高強(qiáng)度珠光體球鐵占有很大的比重，通常是采用退火、正火處理。采用鑄態(tài)球墨鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)省去了退火、正火處理工序，節(jié)約能源，避免了因高溫處理而帶來的鑄件變形、氧化等缺陷。采用球鐵無冒El鑄造工藝，可提高工藝出品率10％～30％，降低能耗也很顯著。例如，2003年中國(guó)鑄件總產(chǎn)量為1987萬噸，其中灰鑄鐵件為1049萬噸，球墨鑄鐵件為470萬噸，因此，推廣應(yīng)用低應(yīng)力鑄鐵件、鑄態(tài)球墨鑄鐵件和球鐵無冒El鑄造技術(shù)，對(duì)于全行業(yè)的節(jié)能降耗具有重要的意義。鑄鋼件采用保溫冒El、保溫補(bǔ)貼，可使工藝出品率由60％提高到80％。

八、推廣沖天爐廢氣利用和余熱回收技術(shù)

目前我國(guó)90％的鑄鐵是用沖天爐熔煉生產(chǎn)的，這種狀況仍將保持相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。鑄造行業(yè)的余熱利用主要集中在沖天爐上。沖天爐熔煉時(shí)排出大量的煙氣，煙氣中含有可燃性碳粒和可燃性氣體，既造成環(huán)境污染，又浪費(fèi)大量的熱能。沖天爐熔煉時(shí)除38％～43％的有效熱量用于熔煉外，煙氣帶走的熱量為7％～16％，不燃燒熱量(可燃性氣體)為2O％～25％，固體不燃燒熱量為3％～5％。這些熱量占30％～45％。由此可見，沖天爐熔煉的余熱利用潛力很大。目前我國(guó)沖天爐的余熱利用絕大多數(shù)是利用密筋爐膽預(yù)熱鼓風(fēng)，熱風(fēng)溫度為200℃左右，余熱利用率低。近些年來，有部分企業(yè)使用長(zhǎng)爐齡連續(xù)作業(yè)熱風(fēng)沖天爐，充分利用了廢氣的余熱和可燃燒碳粒及可燃燒性氣體再燃燒的熱量，使熱風(fēng)溫度達(dá)600～800℃，沖天爐鐵水溫度達(dá)1500--1550℃，熔化效率提高45％。既達(dá)到節(jié)能、提高鐵水質(zhì)量的目的，又實(shí)現(xiàn)了環(huán)保的要求。

九、開發(fā)技術(shù)

日本鑄造業(yè)通過對(duì)鑄造設(shè)備、鑄造材料、鑄造工藝的改進(jìn)，使鑄造企業(yè)節(jié)能降耗，并對(duì)環(huán)境污染降到。例如：改造后的沖天爐使用變頻控制，增加除塵裝置，使耗費(fèi)的電力減少一半，6O％的排放熱量循環(huán)利用，廢氣排放可達(dá)到任何國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。重新改造后的節(jié)能造型機(jī)，由于采用了高頻振動(dòng)，所需的能量?jī)H為油壓式造型機(jī)的1O％。消失模鑄造在生產(chǎn)凈尺寸鑄件上有優(yōu)勢(shì)．造成的污染極少，有利于環(huán)境保護(hù)，被稱為綠色鑄造工藝。

利用太陽(yáng)能處理鋁精煉時(shí)的浮渣及鑄造用砂，可以較大程度地節(jié)約能源消耗。而這種處理所利用的主要設(shè)備是一臺(tái)旋轉(zhuǎn)的直接加熱的干燥爐。在德國(guó)科隆DLR，利用太陽(yáng)能加熱處理固體廢物的生產(chǎn)過程已經(jīng)在商業(yè)范圍內(nèi)發(fā)展，并且應(yīng)用到了鋁廢料的重熔。避免了傳統(tǒng)的處理方式，需要消耗大量的能量導(dǎo)致成本較高，使很多企業(yè)將這些廢料堆積起來。

總之上述一系列新的研究成果的應(yīng)用。將使我國(guó)鑄造業(yè)的生產(chǎn)步入循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展軌道。