大型純凈超低碳馬氏體不銹鋼鑄件先進(jìn)制造技術(shù)

由于鑄造低碳馬氏體不銹鋼材料有很多優(yōu)點(diǎn)，在清潔能源獲得廣泛應(yīng)用。其優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）和高塑韌性；

（2）良好的低溫沖擊性能、斷裂韌性和FATT脆性轉(zhuǎn)變溫度一173-196℃；

（3）良好的焊接、鑄造和機(jī)加工性能；

（4）優(yōu)良的抗水下疲勞性能和抗空蝕磨損性能；兇高的淬透性和良好的大斷面力學(xué)性能；

（5）馬氏體不銹鋼鑄件良好的工程無(wú)損檢測(cè)性能和缺陷可性能。

但是，大型鑄件用低碳馬氏體不銹鋼材料有其突出的缺點(diǎn)，也是工程實(shí)際中要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。其缺點(diǎn)如下：

（1）成分和微觀組織偏差的敏感性；

（2）熱處理工藝控制和力學(xué)性能變化的敏感性；

（3）相變過程和應(yīng)力控制的復(fù)雜性，冷裂紋缺陷的易發(fā)性；

（4）制造周期與交貨期長(zhǎng)。

將含C量低于0.06%的低碳馬氏體不銹鋼簡(jiǎn)稱為Ni4車勵(lì)材料的成分及性能，及三峽電站轉(zhuǎn)輪用高屈強(qiáng)比高強(qiáng)韌性純凈超低碳馬氏體不銹鋼材料的性能及其制造工藝中關(guān)鍵控制技術(shù)。

如果大型鑄件在冷卻過程中，受到組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的相變應(yīng)力和不同截面溫度差異而產(chǎn)生的熱應(yīng)力的雙重作用，這無(wú)疑是大型馬氏體不銹鋼鑄件產(chǎn)生冷裂紋缺陷的根本原因。

回火組織中的逆變奧氏體有的熱穩(wěn)定性和機(jī)械不穩(wěn)定性，這對(duì)材料的力學(xué)性能、低溫沖擊性能和焊接工藝性能等均有顯著的影響。

逆轉(zhuǎn)變奧氏體組織具械不穩(wěn)定性和形變能力。單純應(yīng)力對(duì)逆變奧氏體沒有影響，在應(yīng)變作用下，產(chǎn)生形變誘發(fā)馬氏體相變。相變機(jī)理：層錯(cuò)*面心立方*密排立方*體心立方。受外力作用產(chǎn)生形變過程中，逆變奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，提高了材料的強(qiáng)韌性。材料的真應(yīng)變量與逆變奧氏體量的關(guān)系。

大型純凈超低碳馬氏體不銹鋼鑄件材料成分與性能、鑄件質(zhì)量和相關(guān)制造工藝等，滿足三峽電站大型水電機(jī)組不銹鋼轉(zhuǎn)輪制造的技術(shù)要求，為我國(guó)700MW以上大型水電機(jī)組設(shè)計(jì)和制造技術(shù)達(dá)到水平，提供的技術(shù)支撐。

水電、核電等清潔能源的優(yōu)先發(fā)展，使純凈超低碳馬氏體不銹鋼鑄件在未來10年有巨大的市場(chǎng)需求。因此，大容量水電機(jī)組用馬氏體不銹鋼新材料的研制，大型馬氏體不銹鋼鑄件制造技術(shù)的應(yīng)用和低碳經(jīng)濟(jì)型可持續(xù)發(fā)展的制造工藝等將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

若是不銹鋼鑄件成型質(zhì)量不符合要求的話，還可以通過修補(bǔ)或矯正的方式予以修整，但是在進(jìn)行這項(xiàng)工作的時(shí)候務(wù)有所注意，否則不僅使得原有的缺陷得不到，還有很能擴(kuò)大不銹鋼鑄件的缺陷范圍。

雖然可以用打磨的方法不銹鋼鑄件表面的任何缺陷，但打磨后的尺寸應(yīng)符合鑄件尺寸公差的要求。污水處理設(shè)備對(duì)于已經(jīng)變形的不銹鋼鑄件來說，是允許用機(jī)械方法矯正的，但要矯正后全部無(wú)裂紋。

另外，不銹鋼鑄件的缺陷也可以用焊補(bǔ)的方法，比如說采用鎢極氬弧焊焊補(bǔ)時(shí)，焊補(bǔ)面積、焊補(bǔ)應(yīng)符合規(guī)定；而且同一處焊補(bǔ)不超過三次，焊區(qū)邊緣間距不得小于兩相鄰焊區(qū)直徑之和。

對(duì)于已經(jīng)經(jīng)歷了熱處理的不銹鋼鑄件，焊補(bǔ)后還是要按照原來的方式進(jìn)行熱處理，并在處理完之后檢測(cè)鑄件的機(jī)械性能。只有當(dāng)氬弧焊區(qū)面積小于2cm2，焊區(qū)間距不小于100mm的時(shí)候才可以不經(jīng)熱處理。

在不銹鋼鑄件的焊補(bǔ)區(qū)，不允許有裂紋、分層、未焊透等現(xiàn)象出現(xiàn)；對(duì)于要在腐蝕介質(zhì)或氣氛中工作的不銹鋼鑄件來說，焊補(bǔ)的時(shí)候是不能使用焊藥的。為了滿足一些的要求，可以允許對(duì)要求致密性的不銹鋼鑄件進(jìn)行滲補(bǔ)處理。

如果說對(duì)鑄件成型精度要求比較高的話，建議還是采用鑄造工藝，因?yàn)樗且环N近凈成形的工作，用戶的要求基本都能滿足。在鑄造中，比較常見的方式中有中溫蠟鑄造，像閘閥、彎頭等產(chǎn)品的成型用的是這一技術(shù)。

據(jù)了解，中溫蠟鑄造的產(chǎn)品、復(fù)雜、接近于零件后形狀，高壓風(fēng)機(jī)可不加工或很少加工能夠直接使用。在這一鑄造工藝中，還會(huì)涉及到一些造型方法，而且對(duì)應(yīng)的是不同的實(shí)際生產(chǎn)狀態(tài)。

以單件小批量生活的話，手工造型還是比較重要的，它能適應(yīng)各種復(fù)雜的要求比較靈活，不要求很多工藝裝備。而對(duì)于單件生產(chǎn)的鑄件，要求采用地坑造型法，因?yàn)樗杀镜?，投產(chǎn)快。如果是中溫蠟鑄造批量生產(chǎn)或長(zhǎng)期生產(chǎn)的定型產(chǎn)品的話，采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜，雖然模具、砂箱等投資高，但可提高功效以及產(chǎn)品質(zhì)量。