大型纯净超低碳马氏体不锈钢铸件先进制造技术

由于铸造低碳马氏体不锈钢材料有很多优点，在清洁能源获得广泛应用。其优点如下：

（1）和高塑韧性；

（2）良好的低温冲击性能、断裂韧性和FATT脆性转变温度一173-196℃；

（3）良好的焊接、铸造和机加工性能；

（4）优良的抗水下疲劳性能和抗空蚀磨损性能；凶高的淬透性和良好的大断面力学性能；

（5）马氏体不锈钢铸件良好的工程无损检测性能和缺陷可性能。

但是，大型铸件用低碳马氏体不锈钢材料有其突出的缺点，也是工程实际中要解决的关键技术问题。其缺点如下：

（1）成分和微观组织偏差的敏感性；

（2）热处理工艺控制和力学性能变化的敏感性；

（3）相变过程和应力控制的复杂性，冷裂纹缺陷的易发性；

（4）制造周期与交货期长。

将含C量低于0.06%的低碳马氏体不锈钢简称为Ni4车励材料的成分及性能，及三峡电站转轮用高屈强比高强韧性纯净超低碳马氏体不锈钢材料的性能及其制造工艺中关键控制技术。

如果大型铸件在冷却过程中，受到组织转变产生的相变应力和不同截面温度差异而产生的热应力的双重作用，这无疑是大型马氏体不锈钢铸件产生冷裂纹缺陷的根本原因。

回火组织中的逆变奥氏体有的热稳定性和机械不稳定性，这对材料的力学性能、低温冲击性能和焊接工艺性能等均有显著的影响。

逆转变奥氏体组织具械不稳定性和形变能力。单纯应力对逆变奥氏体没有影响，在应变作用下，产生形变诱发马氏体相变。相变机理：层错*面心立方*密排立方*体心立方。受外力作用产生形变过程中，逆变奥氏体转变为马氏体，提高了材料的强韧性。材料的真应变量与逆变奥氏体量的关系。

大型纯净超低碳马氏体不锈钢铸件材料成分与性能、铸件质量和相关制造工艺等，满足三峡电站大型水电机组不锈钢转轮制造的技术要求，为我国700MW以上大型水电机组设计和制造技术达到水平，提供的技术支撑。

水电、核电等清洁能源的优先发展，使纯净超低碳马氏体不锈钢铸件在未来10年有巨大的市场需求。因此，大容量水电机组用马氏体不锈钢新材料的研制，大型马氏体不锈钢铸件制造技术的应用和低碳经济型可持续发展的制造工艺等将面临新的机遇和挑战。

若是不锈钢铸件成型质量不符合要求的话，还可以通过修补或矫正的方式予以修整，但是在进行这项工作的时候务有所注意，否则不仅使得原有的缺陷得不到，还有很能扩大不锈钢铸件的缺陷范围。

虽然可以用打磨的方法不锈钢铸件表面的任何缺陷，但打磨后的尺寸应符合铸件尺寸公差的要求。污水处理设备对于已经变形的不锈钢铸件来说，是允许用机械方法矫正的，但要矫正后全部无裂纹。

另外，不锈钢铸件的缺陷也可以用焊补的方法，比如说采用钨极氩弧焊焊补时，焊补面积、焊补应符合规定；而且同一处焊补不超过三次，焊区边缘间距不得小于两相邻焊区直径之和。

对于已经经历了热处理的不锈钢铸件，焊补后还是要按照原来的方式进行热处理，并在处理完之后检测铸件的机械性能。只有当氩弧焊区面积小于2cm²，焊区间距不小于100mm的时候才可以不经热处理。

在不锈钢铸件的焊补区，不允许有裂纹、分层、未焊透等现象出现；对于要在腐蚀介质或气氛中工作的不锈钢铸件来说，焊补的时候是不能使用焊药的。为了满足一些的要求，可以允许对要求致密性的不锈钢铸件进行渗补处理。

如果说对铸件成型精度要求比较高的话，建议还是采用铸造工艺，因为它是一种近净成形的工作，用户的要求基本都能满足。在铸造中，比较常见的方式中有中温蜡铸造，像闸阀、弯头等产品的成型用的是这一技术。

据了解，中温蜡铸造的产品、复杂、接近于零件后形状，高压风机可不加工或很少加工能够直接使用。在这一铸造工艺中，还会涉及到一些造型方法，而且对应的是不同的实际生产状态。

以单件小批量生活的话，手工造型还是比较重要的，它能适应各种复杂的要求比较灵活，不要求很多工艺装备。而对于单件生产的铸件，要求采用地坑造型法，因为它成本低，投产快。如果是中温蜡铸造批量生产或长期生产的定型产品的话，采用多箱造型、劈箱造型法比较适宜，虽然模具、砂箱等投资高，但可提高功效以及产品质量。