消防栓阀铸造裂纹缺陷分析

第36卷第3期2014年6月四川冶金SICHUANMETALLURGYVO136NO3JURL，2014文章编号100151082014O3一O05704消防栓阀铸造裂纹缺陷分析谷国华，马正伟，燕俊峰山东泰山钢铁集团有限公司，山东莱芜271100摘要消防栓阀铸造成型后有裂纹缺陷，导致水压不合格，对铸造裂纹的性质和成因进行了分析，结果表明裂纹主要是由于铸件冷却不均匀或孕育期不足产生应力所致，为工艺改进提供依据。关键词消防栓阀；灰口铸铁；铸造裂纹；断口分析中图分类号TH134TG251文献标识码ATHEANALYSISOFTHECASTINGCRACKLEOFHYDRANTVALVEGUGUOHUA，MAZHENGWEI，YANJUNFENGSHANDONGTAISHANIRONANDSTEELGROUPCO，LT，LAIWU271100，SICHUANCHINAABSTRACTTHEPAPERANALYSISTHECHARACTERISTICSANDCAUSESOFTHECASTINGCRACKLESOFTHECASTINGHYDRANTVALVEITTURNSOUTTHATTHECRACKLESAREMAINLYCAUSEDBYTHERMALSTRESSANDAFFECTEDBYCASTINGTECHNOLOGYSOMESUGGESTIONSAREPUTFORWARDTOIMPROVETHETECHNOLOGYANDTHEYAREPUTINTOPRACTICEANDACHIEVESATISFACTORYRESULTSKEYWORDSHYDRANTVALVE；GREYCASTIRON；CASTCRACKLE；FRACTUREANALYSIS1概述某厂生产的室内消防栓阀材料为灰口铸铁HT200，在铸造成型后发现有可见或微观裂纹，导致水压试验不合格，据了解铸件成品率在5O左右，成品率较低。为了寻找造成裂纹的原因，对缺陷试样进行分析，确定了缺陷产生原因。2试验方法及试样截取1号为最近生产的成品率较低的试样，2号为是原来生产的试样。对送检的两个试样进行金相和C、S成分对比分析。作者简介谷国华，工程师。送检试样宏观图片见图1，1号试样口部存在裂纹见图2，对裂纹处的断口进行目视检测和金相分析，并在底部截取试样进行成分分析。2号试样截取部位与1号试样相同。3试验结果31化学成分分析结果对L、2号试样进行C、S成分分析，1号试样C367、S0063；2号试样C399、S0067，经分析化学成分差别不大。四川冶金第36卷4讨论经分析1号试样和2号试样C、S成分差别不大，而石墨分布形态和组织有显著差别。1号试样石墨形态为E型，试样组织为珠光体、石墨、莱氏体和大量碳化物，这种组织脆性大，在铸件收缩时容易形成裂纹，且试样内侧和外侧碳化物数量显著不同，说明冷却速度不同，导致试样存在组织应力，加大产生裂纹的倾向。2号试样石墨形态为A型，组织为珠光体、石墨和少量碳化物，这种组织较1号试样组织塑性好。1号试样裂纹处断口表面局部轻度氧化，无明显的氧化现象，从断口的氧化情况分析，裂纹形成时铸件的温度不高，说明裂纹是在铸件冷却过程中形成的。铸件壁厚不均匀或边缘部位冷却速度太快，使铸铁按介稳定系结晶而析出渗碳体，白口倾向越大，这与1号试样内外侧碳化物数量不同一致，说明试样内外侧冷却速度不同。其他条件相同，冷却速度越大共晶转变的过冷度越大，加入孕育剂可使共晶团数量迅速增多，同时减少过冷度，孕育使石墨和共晶团细化，使D、E型枝晶石墨转变成细小均匀分布的A型石墨，1号试样石墨为E型，说明试样孕育期不合适。从以上分析结果看孕育期不足或冷却不均，促使试样石墨化程度低和大量的碳化物析出，试样内应力导致铸件形成裂纹。5结论经分析初步确定铸件裂纹缺陷是由于冷却不均匀或孕育期不足产生应力所致。信息连铸不锈钢中间包钢水热度的控制中间包钢水的过热度对连铸坯的质量有重要影响，要求将钢水的温度控制在稳定的目标值。过热度与等轴晶的凝固数量有很大的关系，对于倾向于中心偏析的钢种，低过热度浇铸是基本原则。如铁素体不锈钢高过热度浇铸会促进柱状晶的生长，影响其材料的特性。但是整个浇铸过程中钢水温度处于不稳定状态，如果在浇铸初期用低的过热度，则会造成水口凝钢，因此可以采用中间包加热技术如等离子、电磁感应加热技术，同时应用中间包连续测温装置，使过热度保持在目标值内，温度偏差可控制在正负56。来源四川省金属学会提钒用旋流氧枪喷头的数值模拟转炉提钒是钒和碳在提钒转炉内选择性氧化的过程。要实现提钒保碳的目的，必须降低熔池温度以抑制碳氧反应的发生。熔池搅拌依赖于项吹超音速氧气射流及底吹气体产生的物理搅拌作用，而转炉碳氧反应产生的化学搅拌作用较弱，导致提钒反应动力学条件差，钒的氧化速率和程度均受到限制。因此，改善提钒熔池反应的动力学条件有利于提高钒的氧化转化率。北京科技大学的学者利用FLUENT软件模拟旋流氧枪的气体射流和提钒转炉内部的钢液流速，研究常规氧枪以及旋流角分别为5。、8。、10。和13。的旋流氧枪对熔池的搅拌效果和冲击特性。研究发现旋流氧枪射流分布相对分散，流股之间干扰少