铸钢工艺性能的测定

铸钢件的工艺性能包括铸造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能。铸造性能主要与钢中的合金元素的种类和含量有关，它们会影响合金的相图和结晶时的析出和沉淀，从而影响钢液的流动性的收缩性等铸造性能。热处理性能与钢的合金化程度和铸件的形状关系较大。铸件的焊接裂纹倾向的主要影响因素是铸钢的合金元素的种类和含量及焊缝中扩散氢的含量和铸件的结构，合理的焊接工艺的制定，包括预热和焊后热处理及焊条的烘干等均可有效减少焊缝开裂。
1.	铸造性能的测定
1）	钢液流动性的测定  钢液的流动性表示钢在液态下充填铸型的能力。同一种钢液采用不同的铸造方法，所铸造的铸件较小壁厚不周。影响钢液流动性因素很多，除铸造方法外，还有铸钢本身性能、钢液温度及其他等因素，主要影响因素见表：

因素	对流动性影响	原因
凝
固潜热	凝固潜热大的流动性好	在相同散热条件下，维持液态时间较长

结晶范围	范围窄者流动性好	两相中的固相阻碍流动，特别是垂直铸件壁生长的柱状晶，造成粗糙的流动摩擦面，并缩小了有效流动性断面

过热温度	过热温度大的流动性好	在相同散热条件下，维持液态时间长

铸型条件	1.	激冷作用大者流动性差
2.	表面光滑的铸型流动性好
3.	阻力小者流动性好	铸型激冷作用大者，合金散热较快，则很快失去流动性
铸型表面光洁则钢液摩擦阻力小
浇注系统设置得是否合理，对钢液充满铸型具有重要意义

压头	
直浇道压头大者流动性好	
压头高者具有较大的位能，则可以转变较大的动能
 普遍采用螺旋试样测定流动性。它是由两个基本部分组成：标准的浇注系统；梯型断面，1~1.5M长的型腔。为了造型方便试样卷曲呈阿基米德螺旋线状；为了得到3个数据的平均值，可采用一个浇注系统同时充填3个螺旋试样铸型。根据试样的长度即钢液在型中流动的距离评定其流动性。螺旋试样的铸型是砂型，因此这种方法适用于砂型铸造的条件。
  为了获得健全的铸件，除了应了解钢液的流动性外，在生产上还要正确地控制钢流的浇注温度，使其在熔炼过程中有适当的过热温度。
2）	铸钢的自由线收缩测定  钢液凝固以后，在冷却到室温的过程中会放产生尺寸的收缩。其收缩量与模样标距长度200MM的比值用百分率表示，称为线收缩率。铸件没有铸型的、芯子或其他部位阻碍时的线收缩称为自由线收缩；反之则称受阻线收缩。
钢的固态收缩会引起铸件挠曲、变形、开裂或残留内应力。线收缩率越大的钢，产生这些缺陷的倾向也越严重。为了弥补铸件因线收缩而导致的尺寸变化，在生产上对铸件模样给以相应的伸长，通常称为缩尺。
3）	铸钢的抗热裂性测定  抗热裂性是指在高温下的热裂倾向。它可从热裂力和裂纹形态两个方面来判定，可以用热裂试验仪测量。
2.	力的测定
（1）	内应力分类  铸造应力是模腔内的铸件凝固后，固态冷却进入弹性变形区范围内由于收缩（或膨胀）受阻而在铸件内部形成内应力。根据应力的成因可将铸造应力分为热应力、相变应力和阻碍应力3种，应力可以是拉应力，也可以是压应力。当铸件开箱后，铸件内应力则仅含热应力和相变应力两种。通常相变应力在低温范围内（非相变区）数值很小，主要是热应力。
（2）	应力测定  应力测定方法较多，基本原理均相同，生产中常用的有应力框测定法和直测法。它们均是将试件或铸件内原先存在的正负（拉压）两种相互平衡的应力状态破坏，使试件或铸件发生变形，再通过测量形变量来求得铸造内应力，由此可计算出应力的消除效果。残留内应力的非破坏性测定可采用磁性或X射线衍射法，市场上均有商品化仪器供应。在此仅介绍应力框测定法。应力框测定法的优点是不破坏铸件，并较简便地测得结果。缺点是应力框结构和铸件结构差异较大，所测数值对铸件只有一定的参考价值。
3.	铸钢的焊接性能测定
铸的焊接性能一般是指钢适应常用的焊接方法和焊接工艺性能。焊接性能包括两个方面的概念：（1）焊接加工时钢形成完整焊接接头的能力。（2）已焊成的焊接接头在使用条件下安全运行的能力。
对铸钢件来说，焊接是用来焊补铸件的缺陷，修整铸件，或者将两个或数个铸件焊接成装配部件。
铸钢件的焊接性能与其焊接工艺有关，不同的钢种可采用不同的工艺以获得良好的焊接接头。碳素铸钢及低合金钢的焊接性能主要取决于它们的化学
成分及热处理。碳的质量分数低于0.3%及锰、硅含量低的碳素铸钢不需任何措施即可焊接。碳的质量分数**0.3%的碳素钢铸件焊接前较好进行预热（焊条在施焊前进得烘干），采用低氢焊条，以降低焊缝的含氢量，因为氢是造成焊缝热影响冷裂纹的重要因素之一。对于铸钢的焊接裂纹敏感性的判断有间接评价法与焊接性试验法。
4.	铸钢的切削性能测定
铸钢的切削性能是一种综合性能，目前尚没有一定标准，也没有确切的试验方法。一般是按刀具寿命、切削抗力大小、被加工铸件表面粗糙度和切屑排除难易程度加以衡量。这4项既各自独立而又互相联系，要在所有的切削条件下同时满足4项要求是困难的，有时是矛盾的。例如，适当提高被切削钢的硬度可以改善加工件表面粗糙度，但刀具寿命降低。
5.	温度测定
1.	测温装置  在生产上通常使用的测温装置为热电偶的二次仪表（毫伏计、电子电位差计）。此外还有光学温计、水银温度计（450℃以下）等。
（1）	热电偶 热电偶是使用较广泛的测温元件。它具有结构简单、使用方便、测量精度高、测量范围宽便于远距离传送与集中检测等优点。
（2）	毫伏计、电子电位差计   毫伏计的结构简单，价格便宜，使用方便，适用于测量高、中、低温。但因精度不高，其应用受到一定限制。