Stahlgussteile
Kategorie: Endbearbeitung von Wellen- und Ruderanlagen
Unter Stahlguss versteht man Teile aus Stahlguss. Im Folgenden werden sie unter den Gesichtspunkten Klassifizierung, Vor- und Nachteile, Anwendungen und Produktionsprozesse vorgestellt:
Einstufung
Nach chemischer Zusammensetzung: Sie können in zwei Kategorien unterteilt werden: Kohlenstoffstahlguss und legierter Stahlguss. Kohlenstoffgussstahl kann in Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ZG15, Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt ZG25-ZG45 und Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt ZG55 unterteilt werden. Legierter Stahlguss kann entsprechend der Gesamtmenge der Legierungselemente in niedriglegierten Stahlguss und hochlegierten Stahlguss unterteilt werden.
Nach Gebrauchseigenschaften: Sie können in Gusswerkzeugstahl, Gussspezialstahl, Gussstahl für Maschinenbau und Struktur und Gusslegierungsstahl unterteilt werden. Werkzeugstahlguss wird in Werkzeugstahlguss und Formenstahlguss unterteilt; Spezialstahlguss umfasst Edelstahlguss, hitzebeständigen Stahlguss, verschleißfesten Stahlguss, Nickellegierungsguss usw.
Vorteile
Hohe Designflexibilität: Konstrukteure haben eine größere Gestaltungsfreiheit bei der Gestaltung von Form und Größe von Gussteilen und können Teile mit komplexen Formen und Hohlprofilen herstellen. Die Umwandlungsgeschwindigkeit von Zeichnungen in fertige Produkte ist schnell, was zu einer schnellen Reaktion auf Angebote und einer Verkürzung der Lieferzeit führt.
Starke metallurgische Anpassungsfähigkeit: Verschiedene chemische Zusammensetzungen und organisatorische Kontrollen können ausgewählt werden, um den Anforderungen verschiedener Projekte gerecht zu werden. Durch unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren lassen sich die mechanischen Eigenschaften und Leistungen in einem weiten Bereich auswählen und eine gute Schweiß- und Verarbeitungsleistung erzielen.
Gute Gesamtstruktureigenschaften: Die Isotropie von Stahlgussmaterialien und die starken Gesamtstruktureigenschaften von Stahlgussteilen verbessern die Stabilität des Projekts. Gepaart mit den Vorteilen einer gewichtsreduzierten Bauweise und einer kurzen Lieferzeit ergeben sich preisliche und wirtschaftliche Wettbewerbsvorteile.
Großer Gewichtsbereich: Das Gewicht von Stahlgussteilen kann in einem weiten Bereich schwanken, von Feingussteilen mit nur wenigen Gramm bis hin zu großen Stahlgussteilen mit mehreren Tonnen, mehreren zehn Tonnen oder sogar Hunderten von Tonnen.
Nachteile
Ungleichmäßige Organisation: Nachdem das flüssige Metall in die Form eingespritzt wurde, verfestigt sich eine Schicht flüssigen Metalls in Kontakt mit der Formwand zu feineren Körnern. Mit zunehmendem Abstand von der Formwand ändert sich der Kristallwachstumsmodus und es bildet sich eine gleichachsige Kristallzone in der Mitte des Gussstücks, was zu einer ungleichmäßigen Organisation im Gussstück und relativ groben Körnern führt.
Lockere Organisation: Die Kristallisation des flüssigen Metalls erfolgt in Form von Astwachstum. Es ist schwierig, die Zweige vollständig mit Metallflüssigkeit zu füllen, was dazu führt, dass die Gussteile generell keine Dichte aufweisen. Darüber hinaus wird die Volumenschrumpfung des flüssigen Metalls beim Abkühlen und Erstarren nicht ausreichend ergänzt, wodurch sich auch lose oder sogar Lunker bilden können.
Raue Oberfläche: Die Oberfläche von Stahlgussteilen ist im Allgemeinen rau, was nicht mit der bearbeiteten Oberfläche verglichen werden kann, und die Form ist auch komplexer.
Anwendungsgebiet
Bereich der Kraftwerksausrüstung: Viele Teile in der Ausrüstung von Wärmekraftwerken und Kernkraftwerken müssen der Korrosion von Hochtemperatur- und Hochdruckdampf standhalten. Stahlguss kann diese Anforderungen weitestgehend erfüllen. Beispielsweise sind Turbinenzylinder und Generatorstatorgehäuse allesamt Stahlgussteile.
Bereich Schienentransport: Einige Schlüsselkomponenten von Lokomotiven und Fahrzeugen, wie Räder, Seitenrahmen, Polster, Kupplungen usw., sind herkömmliche Stahlgussteile. Auch die für den Bahnwechsel verwendete Weiche besteht aus Stahlguss. Es ist starken Stößen und Reibungen ausgesetzt und die Arbeitsbedingungen sind extrem hart.
Bereich Bau- und Maschinenbau: Die meisten Teile von Bau- und Maschinenbaumaschinen sind hohen Belastungen ausgesetzt oder müssen Stoßverschleiß standhalten, und ein großer Teil davon sind Stahlgussteile, wie Antriebsräder, tragende Räder, Kipphebel, Spurplatten usw. im Bewegungssystem.
Produktionsprozess
Schmelzen von Gussstahl: Zum Schmelzen werden im Allgemeinen Elektroöfen verwendet, hauptsächlich Lichtbogenöfen und Induktionsöfen. Entsprechend den unterschiedlichen Auskleidungsmaterialien und verwendeten Schlackensystemen können sie in Säureöfen und Alkaliöfen unterteilt werden. Kohlenstoffstahl und niedriglegierter Stahl können in jedem Ofen geschmolzen werden, hochlegierter Stahl kann jedoch nur in alkalischen Öfen geschmolzen werden.
Gießverfahren: Der zur Herstellung von Stahlgussteilen verwendete Formsand sollte eine hohe Feuerfestigkeit, Sandhaftung, Festigkeit, Luftdurchlässigkeit und Ergiebigkeit aufweisen. Bei der Gestaltung des Gießsystems und des Steigrohrs wird häufig das Prinzip der sequentiellen Erstarrung verwendet, um das Gießsystem und das Steigrohr so einzustellen, dass das Entstehen von Lunkern und Schwindungen verhindert wird. Auch gekühltes Eisen ist weit verbreitet. Darüber hinaus sollte möglichst ein Bodengießsystem mit einfacher Form und großer Querschnittsfläche verwendet werden, damit der geschmolzene Stahl die Form schnell und reibungslos füllen kann.
Wärmebehandlung: Die Wärmebehandlung von Stahlguss erfolgt üblicherweise durch Glühen oder Normalisieren. Das Glühen wird hauptsächlich bei Stahlgussstücken mit w(C) ≥ 0,35 % oder bei besonders komplexen Strukturen eingesetzt; Das Normalisieren wird hauptsächlich für Stahlgussteile mit w (C) ≤ 0,35 % verwendet. Solche Stahlgussteile haben einen niedrigen Kohlenstoffgehalt, eine gute Plastizität und bilden beim Abkühlen nicht leicht Risse.
