Gros moulages
Les pièces moulées en acier font référence à des pièces en acier moulé, qui ont des propriétés similaires à la fonte mais qui sont plus résistantes que la fonte. Les pièces moulées en acier sont sujettes à des défauts tels que des défauts de pores et un positionnement angulaire imprécis pendant le processus de coulée, et le boîtier peut se briser lors d'une utilisation à long terme.
1. Avantages
L'un des avantages des pièces moulées en acier est la flexibilité de conception. Les concepteurs ont la plus grande liberté de conception dans la forme et la taille des pièces moulées, en particulier pour les pièces aux formes complexes et aux sections creuses. Les pièces moulées en acier peuvent utiliser le processus unique de l'assemblage du noyau.
Faire. Son formage et son changement de forme sont très faciles et la vitesse de conversion du dessin au produit fini est très rapide, ce qui favorise une réponse rapide aux devis et un raccourcissement des délais de livraison.
La conception parfaite de la forme et de la qualité, le plus petit facteur de concentration de contraintes et la structure globale la plus solide reflètent la flexibilité et les avantages technologiques de la conception de la fonte d'acier :
1) La fabrication métallurgique des pièces moulées en acier présente une forte adaptabilité et variabilité. Différentes compositions chimiques et contrôle de structure peuvent être sélectionnés pour s'adapter aux exigences de divers projets; les propriétés mécaniques et l'utilisation peuvent être sélectionnées dans une plus large gamme grâce à différents processus de traitement thermique Performances et ont de bonnes performances de soudage et de traitement.
2) L'isotropie des matériaux en acier moulé et la structure globale solide des pièces en acier moulé améliorent la fiabilité de l'ingénierie. Couplé aux avantages d'une conception de poids réduit et d'un délai de livraison court, il présente un avantage concurrentiel en termes de prix et d'économie.
3) Le poids des pièces moulées en acier peut varier dans une large gamme. Le petit poids peut être des pièces moulées de précision de précision de seulement quelques dizaines de grammes, tandis que le poids des grandes pièces moulées en acier peut atteindre plusieurs tonnes, des dizaines de tonnes, voire des centaines de tonnes.
2. Inconvénients
(1) Organisation inégale. Une fois le métal liquide injecté dans le moule, la couche de métal liquide qui entre en premier contact avec la paroi du moule a la chute de température la plus rapide, de sorte qu'elle se solidifie rapidement en grains plus fins.
Au fur et à mesure que la distance de la paroi du moule augmente, l'influence de la paroi du moule s'affaiblit progressivement et les cristaux se développent en cristaux colonnaires parallèles les uns aux autres le long de la direction perpendiculaire à la paroi du moule. Au centre de la coulée, la dissipation de chaleur n'a pas de directionnalité significative et elle peut croître dans toutes les directions jusqu'à ce qu'elle entre en contact, de sorte qu'une région cristalline équiaxe se forme. On constate que la structure de la coulée n'est pas uniforme et que, d'une manière générale, les grains sont relativement grossiers.
(2) L'organisation n'est pas dense. La cristallisation du métal liquide se déroule dans le sens de la croissance des branches, et le métal liquide entre les branches se solidifie finalement, mais il est difficile que les branches soient complètement remplies par le métal liquide, ce qui provoque la non-compacité générale des pièces moulées.
De plus, le métal liquide injecté dans le moule se rétracte en volume lors du refroidissement et de la solidification sans être suffisamment renouvelé, et peut également former des trous lâches voire de retrait. Le graphite dans les pièces moulées en fer apparaît souvent sous forme de flocons, de sphères ou d'autres formes de plus grande taille, et peut également être considéré comme une structure non compacte.
(3) La surface est rugueuse. La surface est généralement rugueuse et ne peut être comparée à la surface usinée, et la forme est également plus compliquée En raison des caractéristiques des pièces moulées en acier, presque tous les secteurs industriels doivent utiliser des pièces moulées en acier dans les navires et les véhicules, les machines de construction, les machines d'ingénierie, l'énergie équipements de station, machines minières et équipements métallurgiques, équipements aéronautiques et aérospatiaux, puits de pétrole et équipements chimiques, etc.
L'application est particulièrement étendue. En ce qui concerne l'application des pièces moulées en acier dans divers secteurs industriels, la situation peut être assez différente en raison de conditions spécifiques différentes dans divers pays.
Il existe de nombreuses variétés de pièces moulées en acier. Voici une brève description de l'utilisation des pièces moulées en acier dans plusieurs grands secteurs industriels.
Application de pièces moulées en acier
1. Équipement de la centrale électrique
L'équipement de la centrale électrique est un produit de haute technologie et ses pièces principales fonctionnent en continu pendant une longue période sous une charge élevée. De nombreuses parties de la centrale thermique et de l'équipement de la centrale nucléaire doivent encore résister à la corrosion de la vapeur à haute température et à haute pression, de sorte que la fiabilité des pièces Il existe des exigences très strictes.
Les pièces moulées en acier peuvent répondre à ces exigences dans la plus grande mesure et sont largement utilisées dans les équipements des centrales électriques.
2. Locomotives et véhicules ferroviaires
Le transport ferroviaire est donc étroitement lié à la sécurité de la vie et des biens des personnes. Il est très important d'assurer la sécurité. Certains composants clés du matériel roulant, tels que les roues, les châssis latéraux, les traverses, les coupleurs, etc., sont tous des pièces moulées en acier traditionnelles.
L'aiguillage utilisé dans les aiguillages ferroviaires est un composant qui résiste aux chocs et aux frottements importants. Les conditions de travail sont extrêmement dures et la forme est très compliquée.
3. Construction, machines de construction et autres véhicules
Grands engrenages hélicoïdaux doubles en acier moulé
Les conditions de travail des machines de construction et des machines d'ingénierie sont très mauvaises. La plupart des pièces sont soumises à des charges élevées ou doivent résister aux chocs et à l'usure. Une grande partie d'entre eux sont des pièces moulées en acier, telles que des roues motrices, des roues porteuses et des culbuteurs dans des systèmes mobiles. , Chaussures de piste, etc.
Les pièces moulées en acier sont rarement utilisées dans les automobiles générales, mais de nombreuses pièces moulées en acier sont également utilisées dans les pièces mobiles de véhicules tout-terrain spéciaux et de camions lourds.
Produire
(1) Fusion d'acier moulé. L'acier coulé doit être fondu dans des fours électriques, principalement des fours à arc électrique et des fours à induction. Selon le matériau de revêtement et le système de laitier utilisé, il peut être divisé en four acide et four alcalin. L'acier au carbone et l'acier faiblement allié peuvent être fondus dans n'importe quel four, mais l'acier fortement allié ne peut être fondu que dans un four alcalin.
(2) Processus de moulage. L'acier moulé a un point de fusion élevé, une faible fluidité et l'acier fondu est facile à oxyder et à obtenir du gaz. Dans le même temps, son retrait volumique est 2 à 3 fois supérieur à celui de la fonte grise. Par conséquent, les performances de coulée de l'acier moulé sont médiocres et sujettes à des défauts tels qu'une coulée insuffisante, une porosité, une cavité de retrait, une fissuration thermique, un collage du sable et une déformation.
Afin d'éviter les défauts ci-dessus, des mesures correspondantes doivent être prises dans le processus.
Le sable de moulage utilisé dans la production de pièces moulées en acier doit avoir des propriétés réfractaires et anti-adhérentes élevées, ainsi qu'une résistance, une perméabilité à l'air et un retrait élevés.
Le sable brut utilise généralement du sable de silice large et uniforme; afin d'empêcher le sable de coller, la surface de la cavité est souvent recouverte d'une peinture réfractaire supérieure; lors de la production de grandes pièces, il est principalement utilisé dans le sable ou le sable de verre soluble plus rapidement que la coulée. Afin d'améliorer la résistance et le retrait du moule, divers additifs sont souvent ajoutés au sable de moulage.
Dans la conception du système de porte et de la colonne montante. Étant donné que l'acier au carbone coulé a tendance à se solidifier couche par couche et à se contracter fortement, le principe de la solidification séquentielle rigide est utilisé pour mettre en place le système de porte et la colonne montante. Pour éviter le rétrécissement et le rétrécissement. D'une manière générale, les colonnes montantes sont nécessaires pour les pièces moulées en acier. Le fer froid est également plus utilisé. De plus, un système de coulée par le bas avec une forme simple et une grande section transversale doit être utilisé autant que possible pour que l'acier fondu remplisse le moule rapidement et en douceur.
(3) Traitement thermique. Le traitement thermique de l'acier moulé est généralement un recuit ou une normalisation. Le recuit est principalement utilisé pour les pièces moulées en acier avec w(C) supérieur ou égal à 0.35 % ou pour les structures particulièrement complexes. De telles pièces moulées ont une faible plasticité, une contrainte de coulée élevée et une fissuration facile. La normalisation est principalement utilisée pour les pièces moulées en acier avec w(C) inférieur ou égal à 0,35 %. Ce type d'acier a une faible teneur en carbone, une bonne plasticité et ne se fissure pas facilement lors du refroidissement.
Défauts courants
Bien que les défauts produits lors du processus de coulée des pièces moulées en acier soient similaires à ceux produits par la coulée en lingot, ce sont toujours des défauts de processus. Les défauts de procédé courants comprennent les pores, les inclusions, les trous de retrait, la porosité et les fissures.
(1) Pores (bulles) : les pores (bulles) sont des vides formés en raison d'une teneur excessive en gaz dans le métal en fusion, de l'humidité et d'une mauvaise perméabilité à l'air du modèle. Les pores du moulage sont divisés en pores dispersés simples et en pores denses.
(2) Inclusions : Les inclusions sont divisées en inclusions non métalliques et en inclusions métalliques. Les inclusions non métalliques sont les produits formés par la réaction chimique entre le métal et le gaz lors de la fusion ou les inclusions formées en mélangeant des matériaux réfractaires et du sable de moulage avec de l'acier fondu lors de la coulée. Les inclusions métalliques sont des inclusions formées par des métaux dissemblables qui tombent occasionnellement dans l'acier fondu et ne fondent pas.
(3) Cavités de retrait : les cavités de retrait sont des défauts formés parce que le retrait volumique du métal en fusion ne peut pas être complété pendant le refroidissement et la solidification. Les trous de retrait sont principalement situés près de la colonne montante de coulée et de la plus grande partie de la section transversale ou du changement soudain de la section transversale.
(4) Porosité : en raison d'une mauvaise fusion, d'une forme de moule inappropriée, etc., des fissures de limite de grain fin ou des vides fins sont générés au milieu de l'épaisseur de paroi de la pièce moulée en acier, et la structure lâche est formée. Cette partie du grain La combinaison entre eux est assez faible (la formation d'ombres semblables à des nuages sur le film radiographique).
(5) Fissure : la fissure fait référence au défaut formé par la fissuration partielle de la pièce moulée en raison d'impuretés excessives à bas point de fusion pendant le processus de refroidissement et d'une contrainte interne excessive (contrainte thermique et contrainte structurelle). Lorsqu'il y a un changement soudain dans la taille de la section de la pièce coulée, la concentration de contraintes est importante et les fissures apparaissent facilement.
En résumé, la caractéristique importante des défauts de procédé dans les pièces moulées en acier est leur forme complexe ; les défauts d'utilisation des pièces moulées en acier sont principalement des fissures de fatigue, y compris des fissures de fatigue mécanique et des fissures de fatigue thermique.
Détecter
Difficultés de détection
1. Mauvaise pénétration des ultrasons
Les grains de cristal grossiers, la structure inégale et d'autres interfaces complexes améliorent tous la diffusion des ondes ultrasonores et l'atténuation de l'énergie est importante, de sorte que l'épaisseur détectable est inférieure à celle des pièces forgées.
2. Beaucoup d'interférences
Lorsque l'onde sonore est diffusée sur la structure inégale et non dense et l'interface à gros grains, l'intensité du signal diffusé est plus grande et est reçue par la sonde; la surface de coulée rugueuse formera un encombrement sur la réflexion des ondes sonores ; ceux-ci seront affichés sur l'écran de l'oscilloscope. Il s'agit d'un écho désordonné semblable à une forêt (également appelé écho semblable à de l'herbe), qui peut inonder l'écho défectueux et gêner l'identification de l'écho défectueux.
3. Mauvaises conditions de couplage de surface
La surface de la fonte d'acier est rugueuse, ce qui n'est pas propice au couplage du son, la dureté de surface est grande et il est difficile à polir.
4. Il est difficile de quantifier les défauts
En raison de la grande atténuation des ondes sonores par les pièces moulées en acier et de la forme compliquée des défauts, l'évaluation quantitative des défauts basée sur des défauts artificiels comporte de grandes erreurs et il est plus difficile de quantifier les défauts par calcul.
Ce qui précède est exactement la difficulté de l'inspection de la coulée, ces difficultés soumettent l'inspection de la coulée à certaines restrictions. Mais d'autre part, en raison des exigences de qualité inférieures des pièces moulées, une plus grande taille et un plus grand nombre de défauts simples sont autorisés, et la régularité des endroits où les défauts de coulée apparaissent est forte, de sorte que l'inspection de la coulée a toujours une certaine valeur.
Méthode de détection
1) Pour les pièces moulées de petite et moyenne taille (en particulier les pièces moulées de précision), qui sont de petite taille, légères et moins traitées, elles peuvent être magnétisées dans au moins deux directions sensiblement perpendiculaires sur une machine d'inspection par magnétoscopie fixe.
Il est préférable d'utiliser du courant continu ou du courant continu pulsé et d'utiliser la méthode continue humide pour l'inspection. La méthode du courant continu, la méthode de la tige traversante, la méthode du flux et la méthode de la bobine sont toutes disponibles.
2) Pour les pièces coulées plus grosses et plus lourdes, magnétiser les pièces ou zones dans au moins deux directions sensiblement perpendiculaires. Il est préférable d'utiliser un détecteur de défauts de particules magnétiques portable ou mobile avec rectification CC ou demi-onde, et d'utiliser la méthode de contact ou la méthode de culasse, la méthode continue sèche ou la méthode continue humide pour détecter les pièces ou les cloisons des pièces moulées. Les essais doivent généralement être effectués dans deux directions mutuellement perpendiculaires.
3) Afin d'éviter que le moulage ne brûle au contact de l'électrode, il est recommandé de prendre les mesures suivantes : lorsque le contact n'est pas en contact total avec la surface du moulage, aucun courant n'est connecté et le contact est uniquement supprimé lorsque le courant a été déconnecté. Et utilisez des contacts suffisamment propres et adaptés. Pour les surfaces lisses et propres qui ont été usinées, la méthode du joug doit être utilisée.
4) En raison de l'influence de la contrainte de coulée, certaines fissures (fissures à froid) des pièces moulées en acier retarderont la fissuration, elles ne doivent donc pas être testées immédiatement après la coulée mais doivent être testées après 1 à 2 jours.
5) Si le défaut de coulée dépasse la norme acceptée et est rejeté, et que le creusement (pelle) et le soudage de réparation sont autorisés, la zone de soudage de réparation doit également veiller à contrôler les fissures retardées.
6) L'inspection doit être effectuée à l'œil nu et une loupe pas plus de 3 fois ne peut être utilisée que pour l'inspection des niveaux de qualité 001 et 01.
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