表2.1-15抗磨白口鑄鐵牌號及化學成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學性能及應用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號中的"DT"和" GT"，分別為“低碳”和“高碳”的拼音字母的字母，表示含碳全的高低。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織，參見GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中，不能采用火焰切割、電弧切割、電焊切割和補焊。

鑄件的檢測主要包括尺寸檢查、外觀和表面的目視檢查、化學成分分析和力學性能試驗,對于要求比 較重要或鑄造工藝上容易產生問題的鑄件,還需要進行無損檢測工作,可用于球墨鑄鐵件質量檢測的無損檢測技術包括液體滲透檢測、磁粉檢測、渦流檢測、射線檢測、超聲檢測及振動檢測等。
1 鑄件表面及近表面缺陷的檢測
1.1液體滲透檢測
液體滲透檢測用來檢查鑄件表面上的各種開口缺陷,如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常用的滲透檢測是著色檢測,它是將具有高滲透能力的有色(一般為紅色)液體(滲透劑)浸濕或噴灑在鑄件表面上,滲透劑滲入到開口缺陷里 面,快速擦去表面滲透液層,再將易干的顯示劑(也叫顯像劑)噴灑到鑄件表面上,待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來后,顯示劑就被染色,從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分布情況。需 要指出的是,滲透檢測的度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低,即表面越光檢測效果越好,磨 床磨光的表面檢測度,甚至可以檢測出晶間裂紋。除著色檢測外,熒光滲透檢測也是常用的液體滲透檢測方法,它需要配置紫外光燈進行照射觀察,檢測靈敏度比著色檢測高。
1.2渦流檢測
渦流檢測適用于檢查表面以下一般不大于6~7mm深的缺陷。渦流檢測分放置式線圈法和穿過式線圈法2種。:當試件被放在通有交變電流的線圈附近時,進入試件的交變磁場可在試件中感生出方向與激勵磁 場相垂直的、呈渦流狀流動的電流(渦流),渦流會產生一與激勵磁場方向相反的磁場,使線圈中 的原磁場有部分減少,從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷,則渦流的電特征會發(fā)生畸變,從而檢測出缺陷的存在, 渦流檢測的主要缺點是不能直觀顯示探測出的缺陷大小和形狀,一般只能確定出缺陷所在表面位置和深度,另外它對工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度 不如滲透檢測。
1.3磁粉檢測
磁粉檢測適合于檢測表面缺陷及表面以下數(shù)毫米深的缺陷,它需要直流(或交流)磁化設備和磁粉(或磁懸浮液)才能進行檢測操作。磁化設備用來在鑄件內外表面 產生磁場,磁粉或磁懸浮液用來顯示缺陷。當在鑄件一定范圍內產生磁場時,磁化區(qū)域內的缺陷就會產生漏磁場,當撒上磁粉或懸浮液時,磁粉被吸住,這樣就可以顯示出缺陷來。這樣顯示出的缺 陷基本上都是橫切磁力線的缺陷,對于平行于磁力線的長條型缺陷則顯示不出來,為此,操作時需 要不斷改變磁化方向,以能夠檢查出未知方向的各個缺陷。
2鑄件內部缺陷的檢測
對于內部缺陷,常用的無損檢測方法是射線檢測和超聲檢測。其中射線檢測,它能夠得到反映內部缺 陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像,但對于大厚度的大型鑄件,超聲檢測是很有效的,可 以比較地測出內部缺陷的位置、當量大小和分布情況。
2.1射線檢測
射線檢測,一般用X射線或γ射線作為射線源,因此需要產生射線的設備和其他附屬設施,當工件置于射線場照射時,射線的輻射強度就會受到鑄件內部缺陷的影響。穿過鑄件射出的輻射強度隨著缺陷大小、性質的不同 而有局部的變化,形成缺陷的射線圖像,通過射線膠片予以顯像記錄,或者通過熒光屏予以實時檢 測觀察,或者通過輻射計數(shù)儀檢測。其中通過射線膠片顯像記錄的方法是的方法,也就是通 常所說的射線照相檢測,射線照相所反映出來的缺陷圖像是直觀的,缺陷形狀、大小、數(shù)量、平面 位置和分布范圍都能呈現(xiàn)出來,只是缺陷深度一般不能反映出來,需要采取特殊措施和計算才能確定?，F(xiàn)在出現(xiàn)應用射線計算機層析照相方法,由于設備比較昂貴,使用成本高,目前還無法 普及,但這種新技術代表了高清晰度射線檢測技術未來發(fā)展的方向。此外,使用近似點源的微焦點X射線系統(tǒng)實際上也可較大焦點設備產生的模糊邊緣,使圖像輪廓清晰。使用數(shù)字圖像系統(tǒng)可 提高圖像的信噪比,進一步提高圖像清晰度。
2.2超聲檢測
超聲檢測也可用于檢查內部缺陷,它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件內部的傳播中,碰到內部表面或缺陷時產生反射而發(fā)現(xiàn)缺陷。反射聲能的大小是內表面或缺陷的指向性和性質以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù),因此可以應用各種缺陷或內表面反射的聲能來檢測缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超聲檢測作為一種應用比較廣泛的無損檢測手段,其主要優(yōu)勢表現(xiàn)在:檢測靈敏度高,可以探測細小的裂紋;具有大的穿透能力,可以探測厚截面鑄件。其主要局限性在于:對于輪廓尺寸復雜和指向性不好的斷開性 缺陷的反射波形解釋困難;對于不合意的內部結構,例如晶粒大小、組織結構、多孔性、夾雜含量 或細小的分散析出物等,同樣妨礙波形解釋;另外,檢測時需要參考標準試塊。

我國用于灰鑄鐵件熱時效的能耗每噸鑄件為40～100kg標煤，用于球墨鑄鐵件退火、正火的能耗每噸鑄件為100～180kg標煤。除少數(shù)企業(yè)生產汽車發(fā)動機、內燃機鑄件不用熱時效工藝外，大多生產這類鑄件的企業(yè)仍采用熱時效工藝應力，這是我國鑄造行業(yè)能耗居高不下的原因之一。推廣使用薄壁高強度灰鑄鐵件生產技術和高硅碳鑄鐵件生產技術，生產汽車發(fā)動機、內燃機的缸體、缸蓋和機床床身等鑄件，可獲得不用熱時效工藝的低應力鑄鐵件，達到節(jié)能目的。我國球墨鑄鐵件中高韌性鐵素體球鐵和高強度珠光體球鐵占有很大的比重，通常是采用退火、正火處理。采用鑄態(tài)球墨鑄鐵生產技術省去了退火、正火處理工序，節(jié)約能源，避免了因高溫處理而帶來的鑄件變形、氧化等缺陷。采用球鐵無冒El鑄造工藝，可提高工藝出品率10％～30％，降低能耗也很顯著。例如，2003年中國鑄件總產量為1987萬噸，其中灰鑄鐵件為1049萬噸，球墨鑄鐵件為470萬噸，因此，推廣應用低應力鑄鐵件、鑄態(tài)球墨鑄鐵件和球鐵無冒El鑄造技術，對于全行業(yè)的節(jié)能降耗具有重要的意義。鑄鋼件采用保溫冒El、保溫補貼，可使工藝出品率由60％提高到80％。

八、推廣沖天爐廢氣利用和余熱回收技術

目前我國90％的鑄鐵是用沖天爐熔煉生產的，這種狀況仍將保持相當長的時間。鑄造行業(yè)的余熱利用主要集中在沖天爐上。沖天爐熔煉時排出大量的煙氣，煙氣中含有可燃性碳粒和可燃性氣體，既造成環(huán)境污染，又浪費大量的熱能。沖天爐熔煉時除38％～43％的有效熱量用于熔煉外，煙氣帶走的熱量為7％～16％，不燃燒熱量(可燃性氣體)為2O％～25％，固體不燃燒熱量為3％～5％。這些熱量占30％～45％。由此可見，沖天爐熔煉的余熱利用潛力很大。目前我國沖天爐的余熱利用絕大多數(shù)是利用密筋爐膽預熱鼓風，熱風溫度為200℃左右，余熱利用率低。近些年來，有部分企業(yè)使用長爐齡連續(xù)作業(yè)熱風沖天爐，充分利用了廢氣的余熱和可燃燒碳粒及可燃燒性氣體再燃燒的熱量，使熱風溫度達600～800℃，沖天爐鐵水溫度達1500--1550℃，熔化效率提高45％。既達到節(jié)能、提高鐵水質量的目的，又實現(xiàn)了環(huán)保的要求。

九、開發(fā)技術

日本鑄造業(yè)通過對鑄造設備、鑄造材料、鑄造工藝的改進，使鑄造企業(yè)節(jié)能降耗，并對環(huán)境污染降到。例如：改造后的沖天爐使用變頻控制，增加除塵裝置，使耗費的電力減少一半，6O％的排放熱量循環(huán)利用，廢氣排放可達到任何國家的排放標準。重新改造后的節(jié)能造型機，由于采用了高頻振動，所需的能量僅為油壓式造型機的1O％。消失模鑄造在生產凈尺寸鑄件上有優(yōu)勢．造成的污染極少，有利于環(huán)境保護，被稱為綠色鑄造工藝。

利用太陽能處理鋁精煉時的浮渣及鑄造用砂，可以較大程度地節(jié)約能源消耗。而這種處理所利用的主要設備是一臺旋轉的直接加熱的干燥爐。在德國科隆DLR，利用太陽能加熱處理固體廢物的生產過程已經在商業(yè)范圍內發(fā)展，并且應用到了鋁廢料的重熔。避免了傳統(tǒng)的處理方式，需要消耗大量的能量導致成本較高，使很多企業(yè)將這些廢料堆積起來。

總之上述一系列新的研究成果的應用。將使我國鑄造業(yè)的生產步入循環(huán)經濟發(fā)展軌道。