鑄造不銹鋼零件采用電弧爐或感應爐冶煉,利用砂型、陶瓷型或熔模等各種鑄造方法直接鑄造出接近于成品形狀的鑄件。相同成分的材料直接鑄造成零件可改善某些性能,降低成本,簡化工藝,提高企業的經濟效益。

   鑄(zhu)造的(de)零(ling)件(jian)一般(ban)比(bi)(bi)采(cai)用鍛軋工(gong)藝生產(chan)的(de)零(ling)件(jian)具有更高的(de)抗(kang)冷(leng)熱疲(pi)勞裂紋的(de)性(xing)能。由于鑄(zhu)造零(ling)件(jian)沒有明顯的(de)組織方向性(xing),不(bu)存在鍛軋態鋼的(de)各向異性(xing)問(wen)題,因(yin)此在熱處理過程中,變形比(bi)(bi)較(jiao)(jiao)均勻,尺寸容易控制,加工(gong)余量(liang)較(jiao)(jiao)小。

   許(xu)多在腐蝕(shi)(shi)介質中工作(zuo)的(de)(de)(de)泵殼、閥、葉輪等(deng)形狀(zhuang)復雜的(de)(de)(de)零件廣泛采用(yong)鑄造(zao)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。耐(nai)腐蝕(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鑄鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)化學(xue)成分和普(pu)通不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)化學(xue)成分稍(shao)異,鑄造(zao)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)鉻(ge)含(han)量(liang)(質量(liang)分數)在12%以(yi)上,在金屬表(biao)面形成鈍化膜(mo),提(ti)高鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性。碳含(han)量(liang)對鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度和耐(nai)蝕(shi)(shi)性影響很大,鑄造(zao)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)碳含(han)量(liang)一般(ban)低于0.20%,有的(de)(de)(de)低至0.03%。

   鑄造不銹鋼也和一般不銹鋼一樣,分為鑄造馬(ma)氏體不(bu)銹鋼、鑄造鐵(tie)素體不銹鋼和鑄造奧氏體不銹鋼(gang)，浙江至德鋼業有限公司為您分別介紹。

一、鑄造馬氏(shi)體不銹鋼的特性(xing)

   ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr2Ni4 (QT2)和ZGCr16Ni5Mo等(deng)馬氏體不銹鑄鋼耐(nai)大(da)氣(qi)腐蝕性較好(hao),經(jing)熱處理(li)和拋光后最穩定。

   ZG20Cr13 鋼(gang)的耐蝕(shi)性(xing)和強度(du)、硬度(du)較 ZG15Cr12 鋼(gang)稍高。這(zhe)兩種鑄鋼(gang)及其他鑄造(zao)馬氏體鋼(gang),用于承受沖擊載荷(he)和要求韌(ren)性(xing),并在(zai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)不(bu)強及常溫下(xia)的有機(ji)酸水(shui)溶(rong)液,或者要求防污染(ran)的介(jie)(jie)質中(zhong)工作(zuo)的零(ling)件。例如在(zai)維(wei)尼綸工業(ye)中(zhong),可(ke)(ke)用于聚乙烯醇、醋(cu)酸乙烯、醋(cu)酸甲酯、醋(cu)酸鈉溶(rong)液等(deng)介(jie)(jie)質;在(zai)尿素工業(ye)中(zhong),可(ke)(ke)用于含硫化氫、尿素母液等(deng)介(jie)(jie)質,也可(ke)(ke)用于制造(zao)水(shui)輪機(ji)轉(zhuan)輪(葉片)和水(shui)壓機(ji)閥等(deng)。

   鑄(zhu)造馬氏(shi)體(ti)不銹鋼經調質處理(li)(1050℃水冷或油淬(cui),750℃回火)后(hou)得到(dao)鐵素體(ti)和(he)索氏(shi)體(ti)組織(zhi)。在調質狀態下鑄(zhu)鋼有較(jiao)好的(de)耐蝕性和(he)綜(zong)合(he)力學性能。某些(xie)較(jiao)大的(de)復雜(za)鑄(zhu)件不宜調質處理(li)時(shi),也可(ke)進(jin)行(xing)退火處理(li),退火后(hou)的(de)組織(zhi)為(wei)鐵素體(ti)和(he)珠(zhu)光體(ti)。2G20Cr13 鋼的(de)熔點為(wei)1480~1510℃,鑄(zhu)造時(shi)流動性較(jiao)差,應提高(gao)澆(jiao)注溫度和(he)澆(jiao)注速度。焊(han)接(jie)性尚可(ke),焊(han)補時(shi)應將鑄(zhu)件預(yu)熱到(dao)200~300℃,焊(han)后(hou)應進(jin)行(xing)退火熱處理(li)。

二(er)、鑄造鐵素體不銹鋼的(de)特性

   典(dian)型鑄造(zao)(zao)(zao)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang) ZG10Cr17 具有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐酸(suan)性(xing),其(qi)他(ta)類鑄造(zao)(zao)(zao)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)(shi)在 ZG10Cr17 鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)基礎上適當(dang)加入(ru)鉬、硅(gui)、鈮(ni)等可提高(gao)鑄鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)元素(su),加入(ru)鈦(tai)可細化晶粒,加入(ru)稀土可改善鑄造(zao)(zao)(zao)性(xing)能。鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)鑄造(zao)(zao)(zao)不(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)在氧化性(xing)酸(suan)類,特(te)(te)別是(shi)(shi)硝(xiao)酸(suan)溶(rong)液中有良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing);隨著鋼(gang)中鋁、鋁、硅(gui)、鈮(ni)等含量的(de)(de)(de)(de)提高(gao),耐蝕性(xing)增加。但是(shi)(shi)鑄造(zao)(zao)(zao)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)能較(jiao)差(cha),特(te)(te)別是(shi)(shi)韌(ren)性(xing)低,只適用(yong)于(yu)載荷較(jiao)低、無沖擊載荷的(de)(de)(de)(de)場合,影響了其(qi)應用(yong)。雖然在一些硝(xiao)酸(suan)生產廠家(jia)仍在應用(yong),但未納(na)入(ru)新的(de)(de)(de)(de)國家(jia)標準。

   鑄(zhu)造鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼大(da)多在消(xiao)除應力(li)退火(huo)后使(shi)用,退火(huo)后的(de)組(zu)織為鐵素(su)體(ti)和(he)碳化(hua)物,一般(ban)在 750~800℃退火(huo),爐冷(leng)到550℃出爐空冷(leng)。當(dang)加(jia)熱(re)到850℃以上時,鋼有(you)晶(jing)粒強烈長大(da)傾向。在450~510℃長期加(jia)熱(re)會產(chan)生(sheng)475℃脆性。為了細化(hua)晶(jing)粒,可(ke)(ke)在鋼中加(jia)入鈦、氮等元素(su)。鋼的(de)流動(dong)性隨碳、鉻、錳(meng)、硅(gui)含量的(de)增加(jia)而提(ti)高。焊接性尚(shang)可(ke)(ke),焊補時鑄(zhu)件應預熱(re)到300~400℃,焊后應進行退火(huo)熱(re)處(chu)理。

三(san)、鑄(zhu)造奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼的特性

   鑄(zhu)(zhu)造(zao)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),由于(yu)其(qi)(qi)耐(nai)蝕性優(you)于(yu)鑄(zhu)(zhu)造(zao)馬(ma)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和鑄(zhu)(zhu)造(zao)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),因(yin)而得到廣泛應用。GB/T 2100-2002 國家(jia)標準(zhun)中的(de)20種耐(nai)蝕鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中就有 14種,其(qi)(qi)產量(liang)(liang)及用量(liang)(liang)約占(zhan)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)80%以上。經(jing)典的(de)第一代奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)稱18-8 鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),含(han)鉻(ge)約 18%(質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數)左右(you),含(han)鎳(nie) 8%~10%(質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)分數),如ZG03Cr18Ni10、ZG03Cr18Ni10N、ZG09Cr19Ni9、ZG08Cr19Ni10N 等,是最(zui)典型最(zui)基本的(de)代表性鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種,其(qi)(qi)他(ta)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)均(jun)是在188鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)基礎上發展起來的(de)。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)也和奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)一樣,分為鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和無鎳(nie)、低鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。

 1. 鉻鎳奧氏體不銹鑄鋼的特性

     鉻鎳奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)很高的(de)(de)耐(nai)蝕性,與其(qi)他類(lei)不(bu)銹鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)比,其(qi)耐(nai)蝕性是(shi)最(zui)好的(de)(de)一類(lei)。該類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)優良的(de)(de)韌(ren)性和塑性,易于加工成各種(zhong)形狀(zhuang)的(de)(de)零件,在熱(re)處(chu)理加熱(re)時(shi)不(bu)發生(sheng) a→y 相(xiang)變,并具有(you)優良的(de)(de)焊接性。這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)主(zhu)要缺點是(shi)價格較貴(gui)。但由于它具有(you)最(zui)好的(de)(de)耐(nai)蝕性,仍然是(shi)鑄(zhu)(zhu)造(zao)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中使用最(zui)廣泛的(de)(de)一類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)。國家(jia)標準中的(de)(de)14種(zhong)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)全(quan)部是(shi)鉻鎳奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)。

 2. 鉻錳(meng)氮奧氏體不銹鋼的特性

    鉻(ge)錳氮奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鑄(zhu)鋼是無鎳和(he)低鎳奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鑄(zhu)鋼,雖然在新(xin)的(de)國(guo)家標準中(zhong)沒(mei)有,但傳統的(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鑄(zhu)鋼有 ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13Mo2N、ZG10Cr17Mn13Mo2CuN、  ZG10Cr17Mn13Mo2Cu2N 和(he) ZG10Cr17MnNi3Mo3Cu2N 等(deng)。

    該類鋼(gang)以強(qiang)烈形成奧(ao)氏(shi)體(ti)元素錳和氮(dan)取代高(gao)含量的鎳,并加入銀、銅等(deng),以提高(gao)鋼(gang)的耐(nai)蝕(shi)性。其耐(nai)蝕(shi)性略低于鉻鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鑄(zhu)鋼(gang),但強(qiang)度比(bi)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)高(gao)。

    鉻(ge)錳氮鑄造不銹鋼應進行(xing)1100℃水淬處(chu)理,使碳(tan)化物固溶(rong)以提高其耐(nai)蝕性。

    金相(xiang)組織為奧氏(shi)體(ti)和少量(liang)鐵(tie)素體(ti)(5%~20%)的復相(xiang)組織。鋼的流動性(xing)好(hao),鑄(zhu)(zhu)造(zao)時氣孔敏(min)感性(xing)較(jiao)(jiao)大,造(zao)型(xing)宜用(yong)干型(xing),并用(yong)鉻礦砂、鋯砂等涂料(liao)。鋼的鑄(zhu)(zhu)造(zao)體(ti)收縮(suo)較(jiao)(jiao)大,如(ru) ZG10Cr17Mn13Mo2Cu2N在1475℃澆(jiao)注體(ti)積總(zong)收縮(suo)為5.7%。鑄(zhu)(zhu)造(zao)收縮(suo)率取2.2%~2.3%。這類鑄(zhu)(zhu)鋼的焊(han)接性(xing)良好(hao),可(ke)在室溫下焊(han)接。