水輪機不銹鋼鑄件產(chǎn)生裂紋缺陷的原因分析根據生產(chǎn)實(shí)際情況，分析鑄件結構、成分、工藝及出現的缺陷，水輪機不銹鋼鑄件產(chǎn)生裂紋缺陷的原因主要有以下幾個(gè)方面：

(1)鑄件結構復雜，壁厚不均勻，在凝固和冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的內應力大，特別是在熱節處。由于鑄件結構復雜，壁厚過(guò)渡不均勻，同時(shí)為質(zhì)量工藝上采取了內外兩層冒口系統，這些都造成了鑄件內應力加大。若不采取相應的措施，極易產(chǎn)生裂紋。

(2)鋼水中元素(如S，P)、夾雜物、H，O，N等含量偏多。有資料表明鋼水中元素和夾雜物及氣體含量也是造成鑄件裂紋的重要原因。

(3)鑄造工藝設計不合理，冒口補貼及澆注系統設置不當，使鑄件產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔、砂眼等缺陷，都易造成鑄件基體的割裂和應力集中，從而使鑄件產(chǎn)生裂紋。

(4)生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有嚴格執行工藝，如保溫時(shí)間不足，過(guò)早開(kāi)箱等會(huì )影響鑄件固態(tài)收縮，造成應力釋放，產(chǎn)生裂紋。

(5)鑄件在落砂、轉運、切割、清理等過(guò)程中操作不當也會(huì )增加鑄件內應力，造成鑄件裂紋。

預防不銹鋼鑄件產(chǎn)生裂紋缺陷的措施

鑄件內應力主要是由于液態(tài)收縮和固態(tài)收縮受阻而產(chǎn)生的，此外在鑄件打箱、氣割澆冒口以及吹、刨、焊、磨等鑄件精整過(guò)程和后序機加工過(guò)程中都會(huì )增加內應力。不銹鋼鑄件本身材質(zhì)就比較脆弱，裂紋傾向大，若內應力越大，鑄件產(chǎn)生裂紋的可能性就越大。因此，實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采取的措施來(lái)減少和其內應力。通過(guò)在實(shí)踐中不斷摸索、分析、研究、總結，主要采取以下措施和方法來(lái)預防不銹鋼鑄件裂紋缺陷的產(chǎn)生：

(1)鑄造工藝設計要考慮鑄件的結構、形狀、大小、壁厚及其過(guò)渡等影響鑄件液態(tài)和固態(tài)收縮的因素，選擇適當的工藝參數，防止縮孔縮松等鑄造缺陷。鑄件的澆冒口系統設計要合理，若要采用冷鐵等工藝措施，其安放的部位要合理，既要鑄件內部組織的致密性，又要盡量避免應力集中的情況產(chǎn)生。

(2)冶煉過(guò)程中，盡量降低P，S等元素的含量，降低N，H，O等氣體和夾雜物含量。在實(shí)際生產(chǎn)中，通過(guò)采用低磷鋼中間合金，起到了較好的效果。

(3)通過(guò)適當延長(cháng)鑄件在砂型中的保溫時(shí)間，主要是控制開(kāi)箱溫度低于70℃，鑄件在砂型中充分完成液態(tài)和固態(tài)收縮，避免外力因素造成應力集中的情況發(fā)生。

(4)在鑄件落砂清理過(guò)程中，嚴禁打箱時(shí)向砂型和鑄件澆水，嚴禁采用撞箱等較強外力沖擊方式落砂，從而避免外力和鑄件內應力相互作用產(chǎn)生裂紋。

(5)根據鑄件條件選擇適當的熱割澆冒口工藝方式，熱割起始溫度不低于300℃。操作時(shí)，氣割具和吹氧管不能在鑄件表面局部停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，需振動(dòng)切割。重要件割后及時(shí)用石棉布蓋住割口或進(jìn)爐熱處理。對于上冠及軸流式葉片一類(lèi)結構復雜、工藝上采取措施的鑄件，我們采用二次熱割的方式，的避免了裂紋產(chǎn)生。

(6)開(kāi)箱后要及時(shí)進(jìn)行熱處理。一方面，由于鑄件在鑄態(tài)下組織脆弱，若不及時(shí)進(jìn)行熱處理，鑄件極有可能在生產(chǎn)現場(chǎng)受到其他工件或外力碰撞受損造成裂紋；另一方面，還要根據鑄件的結構和較大壁厚確定鑄件在熱處理過(guò)程中的保溫時(shí)間，鑄件溫度均勻，以使其應力充分釋放，避免裂紋缺陷產(chǎn)生。生產(chǎn)實(shí)際中，根據不同鑄件分別采用6h，8h，10h，12h保溫。

(7)在對不銹鋼鑄件進(jìn)行缺陷處理時(shí)，凝固過(guò)程符合順序凝固的原則，沒(méi)有出現孤立的液相區，同時(shí)也看到鑄件較終凝固的區域全部集中在冒口內部，距鑄件本體有距離。同時(shí)也說(shuō)明了外冷鐵設計的合理性。

冶煉與澆注

冶煉鋼液要求精煉(LH)，鋼水純凈度，嚴格控制鋼液中P，S含量以及氣體的含量。澆注采用兩層內澆道，3包合澆并配合補澆冒口三次。澆注以低溫快澆為原則，澆注溫度1540一1548℃，且以下限為宜，澆注時(shí)間不超過(guò)2.5min。以上措施的目的是使冒口與鑄件結合體的然后凝固區域盡量遠離鑄件本體，減少夾雜，以及減小偏析、縮松對鑄件組織與力學(xué)性能的影響。