單件小批量鑄鋼件多為不定型單件生產(chǎn)，沒有鑄造工藝驗(yàn)證環(huán)節(jié)，而鑄造工藝的合理編制，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是很重要的依據(jù)。加之鑄鋼其含碳量低(C≤0。23％)，澆注溫度高(可達(dá)1560吧)，因此在砂型鑄造生產(chǎn)中鑄鋼件或多或少地存在一些鑄造缺陷。技術(shù)、檢測(cè)能力強(qiáng)、傳奇私服發(fā)布網(wǎng)生產(chǎn)條件好的企業(yè)鑄造質(zhì)量能夠得到自行控制，但差一些的企業(yè)生產(chǎn)鑄鋼件的質(zhì)量就需要我們?cè)跈z驗(yàn)中特別注意。

1 典型缺陷目視特征和主要形成原因

單件小批量鑄鋼件常見的缺陷有：裂紋、氣孔、夾砂、夾雜、縮孔、疏松、內(nèi)冷鐵未熔合、泥芯撐未熔合等。

1，熱裂紋  裂縫為不規(guī)則曲線，內(nèi)表面比較粗糙且呈氧化鐵黑褐色。冷裂紋：裂紋線條較直、裂縫內(nèi)表面潔凈且呈金屬光澤。產(chǎn)生的原因?qū)儆阡撍谀踢^程中鑄件的收縮應(yīng)力造成。鑄鋼件根部上表面打磨后內(nèi)部熱裂紋目視特征為夾砂引起的熱裂紋，產(chǎn)生的原因?yàn)楹舷鋾r(shí)型砂掉人型腔而未清除，浮砂所致。鑄鋼件筋板連接根部熱裂紋，產(chǎn)生的原因?yàn)殍T件凝固收縮時(shí)受型砂的阻力所致。鑄鋼件表面龜裂，其目視特征為裂紋分布如龜殼花紋。產(chǎn)生的原因主要是開箱過早、快冷所致。鑄造工藝?yán)钆c工件交接處易產(chǎn)生熱裂紋主要為工藝?yán)畛叽绮划?dāng)或者開箱過早所致。

2．氣孔、縮孔  鑄鋼件軸轂上表面氣孔缺陷目視特征呈圓形、內(nèi)壁光滑有氧化色。產(chǎn)生的原因很多，此件產(chǎn)品為澆注系統(tǒng)中的金屬液流裹攜著氣泡進(jìn)入型腔所致。鑄鋼件底部縮孔其目視特征為形狀不規(guī)則且內(nèi)表面呈氧化鐵黑褐色的空洞。產(chǎn)生的原因主要是澆注時(shí)鋼水液面高度不夠，或者是澆注速度過快所致。

3．夾渣、砂眼  鑄鋼件加工后上表面夾渣缺陷，其目視特征為低熔點(diǎn)的氧化夾雜物和玻璃狀的硅酸鹽夾雜物。主要形成原因?yàn)榈鬃⑹綕舶鼭沧⑦^程中，包內(nèi)鋼水中的非金屬夾雜未來得及上浮或者是澆注系統(tǒng)卷人產(chǎn)生二次夾雜進(jìn)入鑄型，鑄件凝固過程中夾雜物上浮至鑄件上表面所致。鑄鋼件上表面砂眼缺陷其目視特征為缺陷中存在小團(tuán)狀未熔型砂。主要形成原因?yàn)樾颓晃辞謇砀蓛魸沧⑾到y(tǒng)中帶人型砂或者鑄型缺實(shí)度不均勻澆注過程中鋼水沖刷型腔所致。

4．鑄造應(yīng)力未消除、冷隔、預(yù)熱不當(dāng)  ABS檢驗(yàn)中鑄鋼件跌落試驗(yàn)斷裂情況，其目視特征為脆性斷口。主要形成原因?yàn)闊崽幚頃r(shí)鑄件放置位置不合理，熱處理溫度未達(dá)到要求或者保溫時(shí)間不夠或者受熱不均勻使其鑄態(tài)組織未能完全消除，存在殘余鑄造內(nèi)應(yīng)力。鑄鋼件過渡部位冷隔，其目視特征為“裂紋”狀縫隙，但縫隙帶有圓角的棱邊。主要形成原因?yàn)殇撍疀_型時(shí)由于型腔溫度低或者澆注溫度低，流在前面的鋼水液冷卻快，兩股液流流頭匯合處產(chǎn)生了固相殼堵塞。預(yù)熱不當(dāng)產(chǎn)生的裂紋，其目視特征屬于冷裂紋產(chǎn)生于鑄造缺陷焊補(bǔ)時(shí)預(yù)熱不均勻、預(yù)熱方法不當(dāng)所致。

2 鑄鋼件產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)與控制

依據(jù)日本JCSS鑄鋼件檢查標(biāo)準(zhǔn)制定的思考方法，鑄鋼件受彎曲應(yīng)力的支配，其高應(yīng)力的部位都在外表面和近表面，而不是在材料厚度的中間部位。因此，檢驗(yàn)中除了鑄鋼件的材料應(yīng)符合規(guī)范要求外，對(duì)表面和近表面的缺陷應(yīng)特別注意。

1．審查鑄造工藝、了解生產(chǎn)過程  重要鑄件檢驗(yàn)前應(yīng)熟悉所檢產(chǎn)品的鑄造工藝、審查熔煉澆注記錄、熱處理記錄、缺陷修復(fù)記錄等影響鑄鋼件質(zhì)量的重要工藝文件和過程控制記錄，了解所檢產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的控制情況。熟悉所檢產(chǎn)品的鑄造工藝，可以此關(guān)注所檢產(chǎn)品易出現(xiàn)鑄造缺陷的部位。鑄件軸向水平澆注，其大端放置半環(huán)形內(nèi)冷鐵，5道內(nèi)澆口集中于大端內(nèi)冷鐵上部。內(nèi)冷鐵的尺寸和表面處理工藝上要求是很嚴(yán)格的，如果生產(chǎn)過程中控制不當(dāng)，鑄件就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷。該工藝方案重點(diǎn)關(guān)注的部位：小端上表面、澆冒口根部及大圓錐形上表面。這是CCS因?yàn)闈沧⑦^程中內(nèi)冷鐵所帶來的負(fù)面影響隨鋼水流動(dòng)方向移至上述部位，若澆注溫度偏低不能保證內(nèi)冷鐵熔化，上述缺陷也可能在鑄件下部分產(chǎn)生，甚至出現(xiàn)裂紋，檢驗(yàn)時(shí)要特別注意。事實(shí)證明該鑄件上述部位打磨后出現(xiàn)大面積密集型氣孔及夾渣，難以清除，最后該鑄件未能通過某船級(jí)社驗(yàn)船師的檢驗(yàn)。該鑄件最佳的鑄造工藝方案應(yīng)為直立大端面向上，取消內(nèi)冷鐵，冒口位于大端面，底注式內(nèi)澆口。這樣不但有利于鋼水補(bǔ)縮，也有利于氣體雜質(zhì)浮至冒口排除，從而保證軸轂等重要部位的鑄造質(zhì)量。

2．外觀質(zhì)量目視和磁粉探傷檢查  現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)中，對(duì)容易產(chǎn)生鑄造缺陷的部位我們要重點(diǎn)關(guān)注。根據(jù)檢驗(yàn)中的體會(huì)，如結(jié)構(gòu)用鑄鋼件重點(diǎn)關(guān)注的部位有：所有圓弧部位、澆冒口根部、鑄造工藝?yán)钐帯A渣夾砂部位、有氣割和碳弧氣刨痕跡處、焊補(bǔ)修復(fù)處、使用中有可能承受高應(yīng)力部位等。高應(yīng)力區(qū)域應(yīng)作目視和磁粉探傷檢查，夾砂和裂紋性缺陷不允許存在。影響產(chǎn)品使用性能的其他缺陷(如密集型氣孔、夾渣、縮孔、冷隔等)也不允許存在。目前磁粉探傷執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)為GB9444—88，規(guī)范和批準(zhǔn)圖紙幾乎都沒有明確磁粉探傷驗(yàn)收級(jí)別，參考有關(guān)資料，在批準(zhǔn)圖紙技術(shù)要求不明確的情況下，建議按照表面粗糙度等級(jí)可將驗(yàn)收級(jí)別定為：粗加工面及重要部位不得低于2級(jí)驗(yàn)收，其他鑄造表面不得低于3級(jí)驗(yàn)收。磁粉探傷時(shí)應(yīng)仔細(xì)觀察，不能放過可疑的磁痕。有些缺陷隱藏在皮下，若不經(jīng)反復(fù)磁化仔細(xì)察看磁痕是不易被發(fā)現(xiàn)的。特別是在檢驗(yàn)中磁粉探傷環(huán)節(jié)非常重要，這是因?yàn)殍T鋼錨后續(xù)不再機(jī)械加工、鑄件形狀很不規(guī)則、圓弧曲面較多，其近表面缺陷難于被發(fā)現(xiàn)。為了保證結(jié)構(gòu)用鑄鋼件的質(zhì)量，建議這類鑄鋼件重要部位檢驗(yàn)狀態(tài)為粗加工狀態(tài)，為了使缺陷充分顯露，粗加工時(shí)盡可能少留加工余量。這是因?yàn)橛行╄T造缺陷存在于皮下，目視和磁粉探傷檢測(cè)均難于發(fā)現(xiàn)，鑄造毛坯表面粗糙度及其近場(chǎng)區(qū)影響超聲波探傷的耦合和判定。粗加工后近表面的鑄造缺陷得以顯露，產(chǎn)品驗(yàn)船師可以在制造企業(yè)對(duì)這些缺陷進(jìn)行判定處理，這樣不僅減輕驗(yàn)船師的工作量，也可以不影響建造周期，重要的是保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

3．內(nèi)在質(zhì)量超聲波檢查  目前參照我國(guó)制定的鑄鋼件超聲波探傷方法和評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(CB7233—87)對(duì)鑄鋼件內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收。該標(biāo)準(zhǔn)將被探工件厚度分為三層，即外表層、內(nèi)表層、中間層內(nèi)、外表層厚度分別為30mm，或者厚度的1／3，二者之中取小值。參考我國(guó)某大型國(guó)企的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：①不允許裂紋類型缺陷存在。②在表層ψ3mm當(dāng)量以下單個(gè)缺陷不計(jì)允許有ψ5mm當(dāng)量的單個(gè)分散的夾雜類型缺陷存在。③中間層小于ψ6mm當(dāng)量的單個(gè)分散缺陷不計(jì)，不允許有3600mm²面積缺陷存在，其最大邊長(zhǎng)不得大于100mm。鑄鋼件高應(yīng)力的部位都在外表面和近表面，而不是在材料厚度的中間部位，本人認(rèn)為鑄鋼件應(yīng)根據(jù)不同的部位用不同的靈敏度定級(jí)驗(yàn)收。按照GB／T7233—1987評(píng)級(jí)方法，參照上述企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在批準(zhǔn)圖紙中無明確超聲波探傷要求的情況下，建議將各層驗(yàn)收級(jí)別定為：外層用φ4當(dāng)量靈敏度，不得低于2級(jí)；內(nèi)層用φ6當(dāng)量靈敏度，不得低于3；外層和內(nèi)層均不允許有裂紋類型缺陷存在。工件表面和底面應(yīng)符合超聲波探傷要求。若內(nèi)層為鑄鋼件結(jié)構(gòu)中某些厚大部位，這些部位本可設(shè)計(jì)為空心部位(如減輕孔等)，但為了滿足鑄造結(jié)構(gòu)和鑄造工藝的需要而設(shè)計(jì)為實(shí)心部位存在的缺陷，只要不影響使用，建議這些部位的超聲波探傷驗(yàn)收級(jí)別可放寬一些，甚至可以不作超聲波探傷要求。超聲波探傷中若出現(xiàn)無低波或者低波衰減嚴(yán)重而被確定為晶粒粗大，允許重新熱處理，重新熱處理后超聲波探傷情況依然則判為不合格。據(jù)有關(guān)資料介紹，由于縱波直探頭存在局限性，因此對(duì)于探測(cè)鑄鋼件近表層一定深度范圍的缺陷建議采用雙晶探頭檢查。

4．缺陷的修復(fù)  結(jié)構(gòu)鑄鋼件與一般鑄鋼件不同，其含碳量較低焊接性能較好，有缺陷的部位允許焊補(bǔ)。焊補(bǔ)過程的控制主要與鑄件材料的碳當(dāng)量、焊補(bǔ)區(qū)域面積、缺口深度、使用的焊條等有關(guān)，更重要是與生產(chǎn)企業(yè)的修復(fù)能力有關(guān)。對(duì)于鑄鋼件缺陷修復(fù)質(zhì)量的檢驗(yàn)控制，應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手：

1)鑄鋼件生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)進(jìn)行鑄鋼件缺陷修復(fù)工藝認(rèn)可。此項(xiàng)工藝認(rèn)可應(yīng)作為對(duì)鑄鋼件生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行工廠認(rèn)可和對(duì)其生產(chǎn)的鑄件開展檢驗(yàn)工作的必要條件之一，否則應(yīng)視為企業(yè)能力不足。原因如上所述，鑄鋼件不可避免地存在或多或少的一些鑄造缺陷，如果鑄鋼件缺陷修復(fù)質(zhì)量不能保證，應(yīng)視為鑄鋼件質(zhì)量不能保證。

2)將缺陷分為輕微缺陷和嚴(yán)重缺陷，均應(yīng)有相應(yīng)的修復(fù)工藝報(bào)船級(jí)社審核批準(zhǔn)。

3)重要部位焊補(bǔ)過程控制，對(duì)其重要環(huán)節(jié)應(yīng)進(jìn)行見證。如①坡口質(zhì)量：缺陷一定要清除干凈，表面呈金屬光澤，坡口尺寸便于焊補(bǔ)。②預(yù)熱：使用氣體火焰時(shí)，火焰不得集中，應(yīng)由外圍向焊補(bǔ)中心區(qū)域均勻加熱，預(yù)熱面積應(yīng)不小于焊補(bǔ)區(qū)域面積的兩倍。預(yù)熱區(qū)內(nèi)溫度梯度應(yīng)平緩，以避免局部急劇加熱而產(chǎn)生裂紋。③層間溫度和層間焊補(bǔ)質(zhì)量。特別是采用C02氣體保護(hù)焊，既要防止連續(xù)焊補(bǔ)層間溫度過高，又要防止電流過大產(chǎn)生裂紋。檢驗(yàn)中曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)C0₂氣體保護(hù)焊焊補(bǔ)過程中因電流過大，收弧時(shí)焊縫產(chǎn)生發(fā)絲狀裂紋。