不銹(xiu)鋼的零部件(jian)(jian)鑄(zhu)造(zao)大多(duo)是采(cai)用(yong)電(dian)弧爐(lu)或感應爐(lu)冶煉，利用(yong)砂型(xing)、陶瓷型(xing)或熔(rong)模等各種(zhong)鑄(zhu)造(zao)方(fang)法，直接(jie)鑄(zhu)造(zao)出接(jie)近于成(cheng)品(pin)形狀的鑄(zhu)件(jian)(jian)。相(xiang)同(tong)成(cheng)分的材料直接(jie)鑄(zhu)造(zao)成(cheng)零部件(jian)(jian)可改善其某些(xie)性(xing)能，降低(di)成(cheng)本，簡化工藝，提高企業的經濟效益。


  一般情況下，鑄造零部件(jian)與采(cai)用鍛、軋(ya)工(gong)藝生產的(de)零件(jian)相(xiang)比，具(ju)有(you)(you)更高(gao)的(de)抗(kang)冷(leng)、熱(re)疲勞裂紋的(de)性(xing)能(neng)。由于鑄造零件(jian)沒有(you)(you)明(ming)顯的(de)組(zu)織方向(xiang)性(xing)，所以不存在鍛、軋(ya)狀態的(de)各向(xiang)異(yi)性(xing)問題，因此在熱(re)處(chu)理過程中(zhong)，變形比較均(jun)勻，尺寸容易控制，加(jia)工(gong)余量(liang)較小。


  不(bu)銹鋼鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝常常用于(yu)鑄(zhu)造(zao)在(zai)腐蝕介質中工(gong)作的(de)泵(beng)殼、閥、葉輪(lun)等，形(xing)狀復雜的(de)零部件也廣(guang)泛采用鑄(zhu)造(zao)不(bu)銹鋼。


  用于耐腐蝕的鑄造不銹鋼化學成分和普通不銹鋼化學成分略有不同，鑄造不銹鑄鋼的鉻含量在12%(質量分數）以上，為的是在其鑄造表面形成鈍化膜，提高鋼的耐蝕性。碳含量對鋼的強度和耐蝕性影響很大，鑄造用不銹鋼的碳含量一般低于0.20%,有的低至0.03%。


 合金在鑄造過程(cheng)中表現出的(de)性能主要(yao)有(you)充型能力和收縮性。


  鑄(zhu)(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)在(zai)凝(ning)固過程中(zhong)不經(jing)歷共晶轉變的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)于(yu)生產鑄(zhu)(zhu)(zhu)件的(de)(de)(de)(de)(de)鐵基(ji)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)總稱(cheng)，是(shi)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)合金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)一種(zhong)。鑄(zhu)(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)分為(wei)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)低合金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)特(te)(te)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)三(san)(san)類。不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)其第三(san)(san)類，即鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)特(te)(te)種(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。為(wei)適應特(te)(te)殊(shu)需要而煉制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin)(jin)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，品種(zhong)繁(fan)多(duo)，通常含(han)有(you)一種(zhong)或多(duo)種(zhong)高含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)合金(jin)(jin)元(yuan)素(su)，以滿(man)足(zu)獲得某(mou)種(zhong)特(te)(te)殊(shu)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)需要。例如，含(han)錳(meng)11%~14%的(de)(de)(de)(de)(de)高錳(meng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，就具有(you)耐沖(chong)擊和(he)耐磨(mo)損(sun)的(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng)，多(duo)用(yong)于(yu)礦山機械、工程機械的(de)(de)(de)(de)(de)耐磨(mo)零件。以鉻(ge)或鉻(ge)－鎳為(wei)主要合金(jin)(jin)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)各種(zhong)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，用(yong)于(yu)有(you)腐蝕或溫度在(zai)650℃以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)高溫環境中(zhong)工作的(de)(de)(de)(de)(de)零件，如化工用(yong)閥體(ti)、泵、容器或大容量(liang)電(dian)站的(de)(de)(de)(de)(de)汽(qi)輪機殼體(ti)等。



1. 奧氏(shi)體不銹鋼(gang)鑄造


  鑄造奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼，由于其耐蝕性優于鑄造馬氏(shi)體不銹鋼(gang)和鑄造鐵素(su)體不(bu)銹鋼，因而得到廣泛應用。國家標準 GB/T 2100-2002中的20種耐蝕鑄鋼中就有14種奧氏體不銹鋼，其產量及用量約占不銹鋼鑄鋼的80%以上。經典的第一代奧氏體不銹鑄鋼為18-8型鋼，其含鉻約18%(質量分數）左右，含鎳8%~10%(質量分數），如 ZG03Cr18Ni10、ZG03Cr18Nil0N、ZG09Cr19Ni9、ZG08Cr19Ni10N等，是最典型、最基本的代表性鋼種，其他奧氏體不銹鑄鋼均是在18-8型鋼的基礎上發展起來的。奧氏體鑄造不銹鋼也和奧氏體不銹鋼一樣，分為鉻－鎳奧氏體不銹鑄鋼和無鎳、低鎳奧氏體不銹鑄鋼。


  a. 鉻-鎳奧氏(shi)體不銹鋼的鑄造特性


  鉻－鎳(nie)奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)很高的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)，與其他類(lei)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)相比，其耐蝕(shi)性(xing)是(shi)(shi)最好(hao)的(de)(de)(de)一類(lei)。該(gai)類(lei)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)優良(liang)的(de)(de)(de)韌性(xing)和塑(su)性(xing)，易于加工成各種形(xing)狀的(de)(de)(de)零件，在(zai)熱(re)處理加熱(re)時不(bu)(bu)(bu)發生α=y相變，并具有(you)(you)優良(liang)的(de)(de)(de)焊接(jie)性(xing)。這類(lei)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)主要缺點(dian)是(shi)(shi)價格較貴。但由于它具有(you)(you)最好(hao)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)，仍然是(shi)(shi)鑄(zhu)造不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中使用最廣(guang)泛的(de)(de)(de)一類(lei)鋼(gang)(gang)。國家(jia)標準中的(de)(de)(de)14種奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)全部是(shi)(shi)鉻－鎳(nie)奧氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)。


  b. 鉻-錳(meng)-氮奧氏體不銹鑄鋼的特性


   鉻－錳(meng)－氮奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鑄鋼(gang)是無鎳(nie)和低鎳(nie)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鑄鋼(gang)，雖然在新的(de)國家標準中沒有，但傳統的(de)奧氏(shi)體不(bu)(bu)銹鑄鋼(gang)有ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。


  該類鋼以強烈(lie)形成奧氏體(ti)(ti)的元(yuan)素錳(meng)和(he)氮取代高含量的鎳，并加入鉬、銅(tong)等，以提高鋼的耐蝕性。其(qi)耐蝕性略(lve)低于鉻(ge)－鎳奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鑄鋼，但強度(du)比鉻(ge)－鎳奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鑄鋼高。


  鉻－錳－氮鑄造(zao)(zao)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)應進(jin)行1100℃水淬處(chu)理(li)，使碳化物固溶以提高其耐蝕性(xing)金相組織為奧氏體(ti)和少量鐵(tie)素體(ti)（5%~20%)的復相組織。鋼(gang)(gang)的流動(dong)性(xing)好(hao)，鑄造(zao)(zao)時氣孔敏(min)感性(xing)較大，造(zao)(zao)型宜用干(gan)型，并用鉻礦砂、鋯(gao)砂等涂料(liao)。鋼(gang)(gang)的鑄造(zao)(zao)體(ti)收(shou)(shou)縮較大，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在(zai)1475℃澆注體(ti)積(ji)總收(shou)(shou)縮為5.7%,鑄造(zao)(zao)收(shou)(shou)縮率取2.2%~2.3%.這類(lei)鑄鋼(gang)(gang)的焊(han)接(jie)性(xing)良好(hao)，可在(zai)室溫(wen)下(xia)焊(han)接(jie)。



2. 馬氏體不(bu)銹鋼鑄(zhu)造


  ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和(he)ZGCr16Ni5Mo等馬氏體鑄(zhu)造(zao)不(bu)銹鑄(zhu)鋼(gang)耐(nai)大氣腐蝕性(xing)較好，經熱(re)處理和(he)拋(pao)光后最(zui)穩定。ZG20Cr13鋼(gang)的耐(nai)蝕性(xing)和(he)強度、硬度較ZG15Cr12鋼(gang)稍高(gao)。這(zhe)兩種(zhong)鑄(zhu)鋼(gang)及其他鑄(zhu)造(zao)馬氏體鋼(gang)，用于(yu)承受(shou)沖擊載荷和(he)要求韌性(xing)，并在(zai)腐蝕性(xing)不(bu)強及常溫下(xia)的有機酸(suan)水溶液(ye)，或者要求防污染的介(jie)質中工作的零件。例如在(zai)維(wei)尼綸工業(ye)中，可用于(yu)聚乙烯(xi)醇、醋(cu)酸(suan)乙烯(xi)、醋(cu)酸(suan)甲酯、醋(cu)酸(suan)鈉溶液(ye)等介(jie)質；在(zai)尿素工業(ye)中，可用于(yu)含硫(liu)化氫、尿素母液(ye)等介(jie)質，也可用于(yu)制造(zao)水輪機轉輪（葉片(pian)）和(he)水壓機閥等。


  鑄(zhu)造馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼(gang)經調質處(chu)理（1050℃水冷或油淬，750℃回火(huo)）后得到鐵(tie)(tie)素體(ti)和(he)索氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)織。在調質狀態下鑄(zhu)件(jian)有較好的耐蝕性和(he)綜合力學(xue)性能。某些較大的復雜鑄(zhu)件(jian)不宜調質處(chu)理時，也(ye)可進(jin)行(xing)退火(huo)處(chu)理，退火(huo)后的組(zu)織為(wei)鐵(tie)(tie)素體(ti)和(he)珠光體(ti)。ZG20Cr13鋼(gang)的熔點為(wei)1480~1510℃,鑄(zhu)造時流動性較差(cha)，應提高澆注溫(wen)度(du)(du)和(he)澆注速度(du)(du)。焊接性尚可，焊補時應將鑄(zhu)件(jian)預(yu)熱到200~300℃,焊后應進(jin)行(xing)退火(huo)熱處(chu)理。



3. 鐵素體不銹鋼鑄(zhu)造


典型鑄造(zao)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)ZG10Cr17具有良好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)酸(suan)性(xing)(xing)(xing)，其他(ta)類(lei)鑄造(zao)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)是在ZG10Cr17鋼(gang)的(de)(de)(de)基礎上適當加(jia)入(ru)鉬、硅(gui)(gui)、鈮等可提(ti)高鑄鋼(gang)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)元素，加(jia)入(ru)鈦(tai)可細(xi)化晶粒(li)，加(jia)人稀土(tu)可改善(shan)鑄造(zao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。鐵素體(ti)鑄造(zao)不(bu)(bu)(bu)銹鑄鋼(gang)在氧(yang)化性(xing)(xing)(xing)酸(suan)類(lei)，特(te)別是硝酸(suan)溶液中(zhong)有良好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)；隨著鋼(gang)中(zhong)鋁(lv)、鉬、硅(gui)(gui)、鈮等含量的(de)(de)(de)提(ti)高，耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)增(zeng)加(jia)。但是鑄造(zao)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)較差，特(te)別是韌性(xing)(xing)(xing)低，只適用于載荷較低、無沖擊載荷的(de)(de)(de)場合，影響(xiang)了其應(ying)用。雖然在一些硝酸(suan)生產廠(chang)家仍在應(ying)用，但未納人新(xin)的(de)(de)(de)國(guo)家標準。


鑄造(zao)鐵素(su)體不銹鋼(gang)大多(duo)在消(xiao)除應(ying)(ying)力退火后使用，退火后的(de)(de)組織為鐵素(su)體和碳化物，一(yi)般在750~800℃退火，爐冷到(dao)550℃出爐空冷。當(dang)加熱到(dao)850℃以上時，鋼(gang)有晶粒(li)強烈長(chang)大的(de)(de)傾向(xiang)。在450~510℃長(chang)期(qi)加熱會(hui)產(chan)生475℃脆性(xing)。為了細化晶粒(li)，可在鋼(gang)中加入鈦、氮等(deng)元素(su)。鋼(gang)的(de)(de)流(liu)動性(xing)隨(sui)碳、鉻、錳、硅含量(liang)的(de)(de)增加而提(ti)高。焊接性(xing)尚可，焊補(bu)時鑄件應(ying)(ying)預熱到(dao)300~400℃,焊后應(ying)(ying)進行退火熱處(chu)理。


鐵(tie)素體(ti)不銹鋼的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造性(xing)能(neng)較(jiao)差，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造收縮率一般為1.4%~1.6%,鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造時(shi)晶粒(li)粗大(da)。鉻含(han)量很(hen)高的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼，如2GCr28鋼鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造時(shi)，鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)件的(de)(de)熱裂傾向性(xing)大(da)。