海洋和近海工程铸件：材料、产品和标准

海洋与海洋工程铸件是指用于船舶、海洋平台及其他海洋工程设备的铸件。这些铸件必须在极端的海洋环境中可靠地工作，因此要求它们具有高强度、耐腐蚀、韧性和抗疲劳性。

一、船舶及海洋工程铸件主要产品

海洋与海洋工程铸件的类型多种多样，主要包括以下几类：

(1)船舶及海洋平台结构件

船体部件：如船体支撑梁、舵叶、螺旋桨轴、舵齿轮箱等。

海洋平台部件：如钻井平台支撑件、平台腿、基础结构等。

壳体及配套件：如泵壳、阀体、齿轮箱壳体等。

(2) 船用设备零部件

海上起重机零部件：如起重机臂、转盘、齿轮、轴承座等。

锚及锚部件：如锚钩、锚环、锚链等。

海洋管道部件：如管道支架、法兰、连接件等。

(3)船舶及平台电力系统部件

发动机零部件：如气缸盖、气缸体、活塞、曲轴等。

齿轮和轴承：如螺旋齿轮、摆线齿轮、轴承座等。

（四）其他特种海洋工程铸件

深海钻探设备零件：如深海钻头和钻井平台上的操作机械零件。

海上风电设备零部件：如风机底座、塔架结构等。

2.海洋及海洋工程铸件用铸铁材料的主要要求

海洋和海洋工程铸件所用的材料必须符合高标准，因为这些部件在恶劣的海洋环境中使用，需要提供高的耐腐蚀性、强度、韧性和抗疲劳性。主要要求是：

(一)化学成分要求

耐腐蚀性：为了抵抗海水腐蚀，铸件往往需要较高的合金元素，如铬、镍、钼等。常见的材料包括高铬铸铁、不锈铸铁（用于耐海水腐蚀）和高合金钢（如不锈钢）。 ，12% 铬钢）。

含碳量：铸铁的含碳量一般为2.5%-4.0%。对于不锈铸铁，碳含量应控制在适当的范围内，以平衡强度和耐腐蚀性。

合金元素：铸件可能需要添加铬 (Cr)、镍 (Ni)、钼 (Mo)、钛 (Ti) 和钒 (V) 等元素，以提高耐腐蚀性和机械性能，特别是在海洋环境中。

(2)物理性能要求

抗拉强度：由于海洋环境的工作条件恶劣，铸件通常需要较高的抗拉强度，一般在350-600 MPa之间。

硬度：海洋工程铸件往往需要高硬度以保证耐磨性。硬度一般在HB200-300范围内。

韧性：韧性至关重要，特别是对于需要承受波浪冲击、压力波动和其他极端条件的部件。例如，球墨铸铁和不锈铸铁在抗冲击和疲劳方面具有良好的性能。

耐腐蚀性：海洋环境经常使铸件遭受盐水腐蚀和氯离子侵蚀，因此耐腐蚀性成为关键要求。铬、镍、钼等合金元素有助于提高铸件的耐腐蚀性能。

(3)铸造工艺要求

铸造温度的控制：必须仔细控制熔融金属的温度，以确保良好的流动性并防止铸造缺陷。

无缺陷要求：铸件应无裂纹、气孔、夹砂等缺陷，以防止长期使用过程中出现故障。

3.船舶及海洋工程铸件产品标准

船舶及海洋工程铸件产品的标准非常严格，通常涵盖以下几个方面：

(1) 尺寸精度和表面质量

尺寸精度：海洋工程铸件要求精度较高，通常按国际标准控制，如ISO 8062-3、GB/T 11352等。常见铸件公差等级为CT7-CT9。

表面质量：铸件表面必须光滑，不得有裂纹、气孔、夹砂等明显铸造缺陷。表面粗糙度通常要求Ra 3.2-6.3μm。

(2)机械性能

抗拉强度：根据零件的不同，抗拉强度通常要求至少为350 MPa，一些高性能铸件达到600 MPa或更高。

冲击韧性：海洋和海洋工程铸件要求具有良好的冲击韧性，特别是在低温或高压条件下使用时。冲击韧性通常要求为10-20J。

硬度：硬度一般控制在HB200-300范围内，有的铸件要求硬度更高，如HB350。

(3)耐腐蚀性

盐雾测试：许多船用铸件都要经过盐雾测试，以评估其在海水环境中的耐腐蚀性能。铸件的耐腐蚀性必须符合特定标准，例如 ISO 9227。

耐氯化物性：海洋铸件需要具有良好的耐氯化物引起的腐蚀能力，因为海水中含有高浓度的氯离子。铸件必须表现出对此类腐蚀的强大抵抗力。

(4) 质量控制和检验

无损检测：铸件必须经过X射线、超声波、磁粉或染料渗透检测，以确保不存在气孔或裂纹等内部缺陷。

尺寸检测：使用CMM（坐标测量机）、激光扫描仪等高精度测量工具来执行精确的尺寸检测。

(5)热处理要求

一些铸件（特别是高强度零件）可能需要热处理工艺，例如正火、退火或调质，以提高强度、韧性和耐磨性等机械性能。