大型純凈超低碳馬氏體不銹鋼鑄件先進制造技術(shù)

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

（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損檢測性能和缺陷可性能。

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

（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。

將含C量低于0.06%的低碳馬氏體不銹鋼簡稱為Ni4車勵材料的成分及性能，及三峽電站轉(zhuǎn)輪用高屈強比高強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)定性和機械不穩(wěn)定性，這對材料的力學(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。相變機理：層錯*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組不銹鋼轉(zhuǎn)輪制造的技術(shù)要求，為我國700MW以上大型水電機組設(shè)計和制造技術(shù)達到水平，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年有巨大的市場需求。因此，大容量水電機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)濟型可持續(xù)發(fā)展的制造工藝等將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。

若是不銹鋼鑄件成型質(zhì)量不符合要求的話，還可以通過修補或矯正的方式予以修整，但是在進行這項工作的時候務(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)備對于已經(jīng)變形的不銹鋼鑄件來說，是允許用機械方法矯正的，但要矯正后全部無裂紋。

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

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

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

如果說對鑄件成型精度要求比較高的話，建議還是采用鑄造工藝，因為它是一種近凈成形的工作，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，還會涉及到一些造型方法，而且對應(yīng)的是不同的實際生產(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。而對于單件生產(chǎn)的鑄件，要求采用地坑造型法，因為它成本低，投產(chǎn)快。如果是中溫蠟鑄造批量生產(chǎn)或長期生產(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。