不銹(xiu)鋼(gang)的(de)零(ling)部件(jian)鑄(zhu)(zhu)造(zao)大多(duo)是采(cai)用電(dian)弧爐或感應(ying)爐冶煉，利(li)用砂型、陶瓷型或熔模等(deng)各種(zhong)鑄(zhu)(zhu)造(zao)方法(fa)，直(zhi)(zhi)接鑄(zhu)(zhu)造(zao)出接近(jin)于成(cheng)(cheng)品形狀的(de)鑄(zhu)(zhu)件(jian)。相同成(cheng)(cheng)分的(de)材料直(zhi)(zhi)接鑄(zhu)(zhu)造(zao)成(cheng)(cheng)零(ling)部件(jian)可改善其某些性(xing)能(neng)，降低成(cheng)(cheng)本(ben)，簡化(hua)工藝(yi)，提高企業的(de)經濟效益。


  一般情況下，鑄造零(ling)部件與采用鍛(duan)、軋工藝生產的零(ling)件相比(bi)，具有更高的抗冷、熱疲勞裂紋的性能。由于(yu)鑄造零(ling)件沒有明顯的組織(zhi)方(fang)向性，所以不存在(zai)鍛(duan)、軋狀態的各(ge)向異性問(wen)題(ti)，因此(ci)在(zai)熱處(chu)理過程中，變形比(bi)較(jiao)(jiao)均勻(yun)，尺寸容易控制，加工余(yu)量較(jiao)(jiao)小。


  不銹鋼(gang)鑄造(zao)(zao)工藝常(chang)常(chang)用于鑄造(zao)(zao)在腐蝕介(jie)質(zhi)中工作的泵殼、閥、葉輪等，形(xing)狀(zhuang)復雜的零部件(jian)也廣(guang)泛(fan)采用鑄造(zao)(zao)不銹鋼(gang)。


  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(guo)程中(zhong)表現出的性能(neng)主要(yao)有充型(xing)能(neng)力和收(shou)縮(suo)性。


  鑄(zhu)(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是在(zai)凝(ning)固過程(cheng)中不(bu)經歷共晶轉變的(de)(de)用(yong)于生產鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)鐵基合(he)金(jin)的(de)(de)總(zong)稱，是鑄(zhu)(zhu)(zhu)造合(he)金(jin)的(de)(de)一種(zhong)(zhong)。鑄(zhu)(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)分為鑄(zhu)(zhu)(zhu)造碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、鑄(zhu)(zhu)(zhu)造低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和鑄(zhu)(zhu)(zhu)造特(te)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)三類(lei)。不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是其第(di)三類(lei)，即鑄(zhu)(zhu)(zhu)造特(te)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。為適應特(te)殊(shu)需(xu)要而(er)煉制的(de)(de)合(he)金(jin)鑄(zhu)(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，品(pin)種(zhong)(zhong)繁多(duo)，通(tong)常含有(you)一種(zhong)(zhong)或(huo)多(duo)種(zhong)(zhong)高(gao)含量(liang)的(de)(de)合(he)金(jin)元(yuan)素，以(yi)滿足獲得(de)某(mou)種(zhong)(zhong)特(te)殊(shu)性能的(de)(de)需(xu)要。例如(ru)，含錳11%~14%的(de)(de)高(gao)錳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，就(jiu)具(ju)有(you)耐沖(chong)擊和耐磨損的(de)(de)性能，多(duo)用(yong)于礦(kuang)山機械(xie)、工程(cheng)機械(xie)的(de)(de)耐磨零件(jian)。以(yi)鉻或(huo)鉻－鎳為主要合(he)金(jin)元(yuan)素的(de)(de)各種(zhong)(zhong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)，用(yong)于有(you)腐(fu)蝕或(huo)溫(wen)度在(zai)650℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)環境中工作的(de)(de)零件(jian)，如(ru)化工用(yong)閥體、泵、容(rong)器或(huo)大容(rong)量(liang)電站的(de)(de)汽輪機殼(ke)體等。



1. 奧氏體不銹鋼鑄造


  鑄造奧氏(shi)體不銹鋼(gang)，由于其耐蝕性優于鑄造馬氏體不銹鋼和鑄造鐵素體(ti)不銹鋼，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-鎳奧氏體不銹鋼的(de)鑄造特性


  鉻－鎳奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)很高的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)，與其(qi)他類不(bu)銹鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)相(xiang)比，其(qi)耐蝕性(xing)(xing)是(shi)最(zui)好的(de)(de)(de)(de)一類。該類鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)和塑性(xing)(xing)，易于加(jia)工成各(ge)種形狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)零件，在(zai)熱(re)處理加(jia)熱(re)時(shi)不(bu)發(fa)生α=y相(xiang)變，并具(ju)有(you)優(you)良(liang)的(de)(de)(de)(de)焊接性(xing)(xing)。這類鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)主要缺(que)點是(shi)價格較貴。但由于它(ta)具(ju)有(you)最(zui)好的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)，仍然是(shi)鑄(zhu)(zhu)造不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)中使用(yong)最(zui)廣泛的(de)(de)(de)(de)一類鋼(gang)(gang)(gang)。國(guo)家標準中的(de)(de)(de)(de)14種奧(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)。


  b. 鉻-錳-氮奧氏體不銹(xiu)鑄鋼(gang)的特性(xing)


   鉻(ge)－錳－氮奧氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼是無鎳和(he)低鎳奧氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼，雖然在新的國家標準(zhun)中沒有(you)，但(dan)傳(chuan)統的奧氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼有(you)ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和(he)ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。


  該類(lei)鋼以強(qiang)烈形(xing)成奧(ao)氏體的(de)元素錳和氮(dan)取代高含量的(de)鎳，并(bing)加入鉬、銅等，以提高鋼的(de)耐蝕(shi)性。其(qi)耐蝕(shi)性略低(di)于鉻－鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鑄鋼，但強(qiang)度比鉻－鎳奧(ao)氏體不(bu)銹鑄鋼高。


  鉻－錳－氮鑄造(zao)不銹鋼(gang)應(ying)進行1100℃水淬處(chu)理，使碳化(hua)物(wu)固溶(rong)以(yi)提高其耐蝕性(xing)金(jin)相組織為奧氏(shi)體和(he)少量(liang)鐵(tie)素(su)體（5%~20%)的復相組織。鋼(gang)的流(liu)動(dong)性(xing)好(hao)(hao)，鑄造(zao)時氣(qi)孔敏(min)感性(xing)較大(da)，造(zao)型宜用(yong)干(gan)型，并用(yong)鉻礦砂(sha)、鋯砂(sha)等涂(tu)料。鋼(gang)的鑄造(zao)體收縮較大(da)，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在1475℃澆注體積總收縮為5.7%,鑄造(zao)收縮率(lv)取2.2%~2.3%.這類鑄鋼(gang)的焊(han)接性(xing)良(liang)好(hao)(hao)，可在室溫(wen)下焊(han)接。



2. 馬氏體不銹鋼鑄造


  ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和ZGCr16Ni5Mo等(deng)(deng)馬氏體鑄造(zao)不銹鑄鋼(gang)耐大氣腐蝕(shi)(shi)性較好，經熱處(chu)理和拋(pao)光(guang)后最穩定。ZG20Cr13鋼(gang)的耐蝕(shi)(shi)性和強度、硬(ying)度較ZG15Cr12鋼(gang)稍高(gao)。這兩種(zhong)鑄鋼(gang)及(ji)其(qi)他鑄造(zao)馬氏體鋼(gang)，用(yong)于承(cheng)受沖擊載荷(he)和要求韌性，并(bing)在(zai)(zai)腐蝕(shi)(shi)性不強及(ji)常溫(wen)下的有機(ji)酸水溶(rong)液(ye)，或者要求防污染(ran)的介(jie)質中工(gong)作的零(ling)件。例如在(zai)(zai)維尼綸工(gong)業中，可(ke)用(yong)于聚(ju)乙(yi)烯(xi)醇、醋(cu)酸乙(yi)烯(xi)、醋(cu)酸甲酯、醋(cu)酸鈉溶(rong)液(ye)等(deng)(deng)介(jie)質；在(zai)(zai)尿素工(gong)業中，可(ke)用(yong)于含(han)硫化氫、尿素母液(ye)等(deng)(deng)介(jie)質，也可(ke)用(yong)于制造(zao)水輪機(ji)轉輪（葉片）和水壓機(ji)閥等(deng)(deng)。


  鑄(zhu)造馬氏(shi)體不銹鋼經調質(zhi)處(chu)理(li)（1050℃水冷或油(you)淬，750℃回火）后得到(dao)鐵素體和(he)索氏(shi)體組(zu)織(zhi)。在(zai)調質(zhi)狀(zhuang)態下鑄(zhu)件有(you)較(jiao)好(hao)的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)和(he)綜合力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。某些較(jiao)大的(de)復雜鑄(zhu)件不宜(yi)調質(zhi)處(chu)理(li)時，也可(ke)進(jin)行退(tui)火處(chu)理(li)，退(tui)火后的(de)組(zu)織(zhi)為(wei)鐵素體和(he)珠(zhu)光體。ZG20Cr13鋼的(de)熔點為(wei)1480~1510℃,鑄(zhu)造時流動性(xing)(xing)較(jiao)差，應提高澆注(zhu)(zhu)溫度和(he)澆注(zhu)(zhu)速度。焊(han)接性(xing)(xing)尚可(ke)，焊(han)補時應將鑄(zhu)件預熱到(dao)200~300℃,焊(han)后應進(jin)行退(tui)火熱處(chu)理(li)。



3. 鐵素(su)體不銹鋼鑄造


典型鑄(zhu)(zhu)造(zao)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹鋼ZG10Cr17具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)酸性(xing)，其他(ta)類(lei)鑄(zhu)(zhu)造(zao)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹鋼是(shi)在ZG10Cr17鋼的(de)(de)(de)(de)基礎上適當(dang)加入(ru)鉬(mu)(mu)、硅、鈮等可(ke)提高鑄(zhu)(zhu)鋼耐(nai)蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)元素(su)(su)，加入(ru)鈦可(ke)細化(hua)晶粒，加人(ren)稀土可(ke)改(gai)善鑄(zhu)(zhu)造(zao)性(xing)能。鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)鑄(zhu)(zhu)造(zao)不銹鑄(zhu)(zhu)鋼在氧化(hua)性(xing)酸類(lei)，特(te)別是(shi)硝(xiao)酸溶(rong)液中(zhong)有良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)；隨(sui)著鋼中(zhong)鋁、鉬(mu)(mu)、硅、鈮等含量的(de)(de)(de)(de)提高，耐(nai)蝕性(xing)增(zeng)加。但(dan)是(shi)鑄(zhu)(zhu)造(zao)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)能較差(cha)，特(te)別是(shi)韌性(xing)低(di)，只適用于(yu)載荷(he)較低(di)、無沖(chong)擊(ji)載荷(he)的(de)(de)(de)(de)場(chang)合，影響了其應用。雖(sui)然在一些硝(xiao)酸生產(chan)廠家仍在應用，但(dan)未納人(ren)新的(de)(de)(de)(de)國家標準。


鑄(zhu)造鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大多在(zai)(zai)(zai)消除應(ying)力退火后使用，退火后的(de)組織(zhi)為鐵素體和碳(tan)化(hua)物，一般在(zai)(zai)(zai)750~800℃退火，爐冷到550℃出爐空冷。當加熱(re)到850℃以上時(shi)，鋼(gang)有晶粒強(qiang)烈長大的(de)傾(qing)向(xiang)。在(zai)(zai)(zai)450~510℃長期加熱(re)會(hui)產生475℃脆性(xing)。為了(le)細化(hua)晶粒，可在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)中加入鈦(tai)、氮等元素。鋼(gang)的(de)流動(dong)性(xing)隨碳(tan)、鉻(ge)、錳、硅(gui)含(han)量的(de)增加而提高(gao)。焊接性(xing)尚可，焊補時(shi)鑄(zhu)件應(ying)預熱(re)到300~400℃,焊后應(ying)進行退火熱(re)處理。


鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)鑄(zhu)造(zao)性能(neng)較(jiao)差，鑄(zhu)造(zao)收縮率一般為(wei)1.4%~1.6%,鑄(zhu)造(zao)時晶粒粗大(da)。鉻含量很高的(de)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，如2GCr28鋼(gang)(gang)鑄(zhu)造(zao)時，鑄(zhu)件的(de)熱裂傾(qing)向性大(da)。