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大型鑄鋼件因其體積大、質(zhì)量大，且工況條件苛刻，需要承受高溫、高壓、強(qiáng)沖擊、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)輻射工作環(huán)境，質(zhì)量要求越來(lái)越高。大型鑄鋼件的制造是國(guó)家裝備制造的基礎(chǔ)，是衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。

應(yīng)用領(lǐng)域

大型鑄鋼件廣泛用于電站、石油化工、冶金、船舶等裝備及裝備制造業(yè)。如核電中的不銹鋼主泵泵體，汽輪機(jī)缸體，水電組的葉輪、葉片、上冠、下環(huán)，火電機(jī)組中的氣缸體件，大型冶金設(shè)備中的軋機(jī)機(jī)架、車L輥、大型軸承座等。這些大型鑄鋼件的制造直接關(guān)系到國(guó)家重點(diǎn)工程項(xiàng)目的質(zhì)量、安全及進(jìn)度，對(duì)于國(guó)計(jì)民生具有重要的意義。

目前，我國(guó)大型鑄鋼件的生產(chǎn)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但產(chǎn)品品質(zhì)仍存在明顯的不足，已經(jīng)能夠生產(chǎn)一些大型鑄鋼件，但經(jīng)常會(huì)受到質(zhì)量問題的困擾。仍不具備生產(chǎn)高端產(chǎn)品的技術(shù)能力，而一些發(fā)達(dá)國(guó)家在大型鑄鋼件制造技術(shù)上對(duì)中國(guó)嚴(yán)格保密，甚至嚴(yán)格限制產(chǎn)品出口，致使大型鑄鋼件在很大程度上已成為制約國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。

特征

1、優(yōu)點(diǎn)

1)鑄鋼件冶金制造適應(yīng)性和可變性強(qiáng)，可以選擇不同的化學(xué)成分和組織控制，適應(yīng)于各種不同工程的要求;可以通過(guò)不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學(xué)性能和使用性能，并有良好的焊接性能和加工性能。

2)鑄鋼材料的各向同性和鑄鋼件整體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)，因而提高了工程可靠性。再加上減輕重量的設(shè)計(jì)和交貨期短等優(yōu)點(diǎn)，在價(jià)格和經(jīng)濟(jì)性方面具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

3)鑄鋼件的重量可在很大的范圍內(nèi)變動(dòng)。重量小者可以是僅幾十克的熔模精密鑄件，而大型鑄鋼件的重量可達(dá)數(shù)噸、數(shù)十噸乃至數(shù)百噸。

2、缺點(diǎn)

(1)組織不均勻。液態(tài)金屬注入鑄模后與模壁首先接觸的一層液態(tài)金屬因溫度下降最快，因此很快凝固成為較細(xì)晶粒。隨著與模壁距離的增加，模壁影響逐漸減弱，晶體沿與模壁相垂直的方向生長(zhǎng)成彼此平行的柱狀晶體。在鑄件的中心部位，散熱已無(wú)顯著的方向性，且可自由地朝各個(gè)方向生長(zhǎng)直至彼此接觸，故形成等軸晶區(qū)。由此可見，鑄件內(nèi)的組織是不均勻的，一般說(shuō)來(lái)，晶粒比較粗大。

(2)組織不致密。液態(tài)金屬的結(jié)晶以樹枝生長(zhǎng)方式進(jìn)行，樹枝間的液態(tài)金屬最后凝固，但樹枝間很難由金屬液體全部填滿，造成鑄件普遍存在不致密性。此外，注入模中的液態(tài)金屬在冷卻中及凝固中如體積收縮而未獲足夠的補(bǔ)充，也可形成疏松甚至縮孔。鑄鐵件中的石墨往往以較大尺寸的片狀、球狀或其他形狀出現(xiàn)，也可看成是一種不致密組織。

(3)表面粗糙。表面一般來(lái)說(shuō)比較粗糙，不能與機(jī)加工表面相比，形狀也較復(fù)雜。

大型鑄鋼件的發(fā)展趨勢(shì)

目前國(guó)內(nèi)鑄鋼領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)包括以下幾個(gè)方面：

(1)鋼液熔煉，向高純度鋼液技術(shù)發(fā)展，嚴(yán)格控制熔煉過(guò)程，控制 S、P 和夾雜物含量。采用鋼液的精煉提高鋼液質(zhì)量。

(2)在鑄造工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，應(yīng)模擬鑄件的澆注、凝固過(guò)程，從而優(yōu)化鑄造工藝，提高鑄件質(zhì)量。

(3)緊跟機(jī)械行業(yè)裝備領(lǐng)域轉(zhuǎn)型發(fā)展的需求，積極主動(dòng)地研發(fā)新材料鑄件，逐步取代進(jìn)口，提高中國(guó)鑄鋼件生產(chǎn)整體水平。

(4)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與優(yōu)化，形成合理經(jīng)濟(jì)規(guī)模。

(5)加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步，提高技術(shù)創(chuàng)新能力，開展高端鑄件的材料及制造工藝的研究。

(6)開展綠色鑄造技術(shù)，提高清潔化生產(chǎn)水平，提高鑄鋼件生產(chǎn)過(guò)程后處理工序的機(jī)械化與智能化操作水平。

與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，目前我國(guó)大型鑄鋼件生產(chǎn)在產(chǎn)品品種、工藝水平、質(zhì)量等級(jí)以及制造裝備等整體水平方面均存在著較大差距。由于大型鑄鋼件質(zhì)量要求極高，因此，大型鑄鋼件的冶金技術(shù)在向高純度鋼液技術(shù)發(fā)展，成分均勻性、內(nèi)部缺陷、尺寸精準(zhǔn)度等控制技術(shù)需提高;大型鑄鋼件生產(chǎn)技術(shù)向高端化發(fā)展