不銹鋼的零(ling)部(bu)件(jian)(jian)鑄(zhu)造(zao)大(da)多是采用(yong)電(dian)弧爐或(huo)感應爐冶煉，利用(yong)砂型、陶(tao)瓷型或(huo)熔(rong)模(mo)等各(ge)種鑄(zhu)造(zao)方法，直(zhi)接(jie)鑄(zhu)造(zao)出接(jie)近于成品形(xing)狀的鑄(zhu)件(jian)(jian)。相同成分的材料直(zhi)接(jie)鑄(zhu)造(zao)成零(ling)部(bu)件(jian)(jian)可(ke)改善其(qi)某些性(xing)能(neng)，降低(di)成本，簡化工藝，提高(gao)企業的經濟效益(yi)。


  一般情況(kuang)下(xia)，鑄(zhu)(zhu)造(zao)零部件與采用鍛、軋(ya)(ya)工(gong)藝生(sheng)產的(de)(de)零件相比(bi)，具有更高的(de)(de)抗(kang)冷(leng)、熱疲(pi)勞裂紋的(de)(de)性(xing)能。由于鑄(zhu)(zhu)造(zao)零件沒有明顯的(de)(de)組織方向(xiang)性(xing)，所以(yi)不存在鍛、軋(ya)(ya)狀態的(de)(de)各(ge)向(xiang)異性(xing)問題，因此在熱處理過程中，變(bian)形比(bi)較均勻，尺寸(cun)容易控制，加工(gong)余量較小。


  不(bu)銹(xiu)鋼鑄(zhu)造(zao)工藝常(chang)常(chang)用于(yu)鑄(zhu)造(zao)在腐蝕介質中工作(zuo)的泵殼、閥(fa)、葉(xie)輪(lun)等(deng)，形(xing)狀復(fu)雜的零(ling)部件也廣泛采用鑄(zhu)造(zao)不(bu)銹(xiu)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%。


 合金在鑄造過程中表現出的性能(neng)主要(yao)有充(chong)型能(neng)力和收縮性。


  鑄(zhu)鋼(gang)是在凝固過程中不(bu)經(jing)歷共晶(jing)轉變的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)于(yu)生產鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)鐵基合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)總稱，是鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)種。鑄(zhu)鋼(gang)分為(wei)鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)碳鋼(gang)、鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)低合(he)金(jin)鋼(gang)和鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)特種鋼(gang)三類。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是其第(di)三類，即鑄(zhu)造(zao)(zao)(zao)特種鋼(gang)。為(wei)適應特殊需要(yao)而煉(lian)制的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)鑄(zhu)鋼(gang)，品種繁多，通常含有一(yi)種或(huo)多種高(gao)含量的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)元素，以(yi)滿足獲得某種特殊性能的(de)(de)(de)(de)(de)需要(yao)。例如(ru)，含錳11%~14%的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)錳鋼(gang)，就(jiu)具有耐(nai)沖(chong)擊和耐(nai)磨損的(de)(de)(de)(de)(de)性能，多用(yong)(yong)于(yu)礦(kuang)山機(ji)械、工程機(ji)械的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)磨零件(jian)。以(yi)鉻或(huo)鉻－鎳為(wei)主要(yao)合(he)金(jin)元素的(de)(de)(de)(de)(de)各種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，用(yong)(yong)于(yu)有腐蝕(shi)或(huo)溫(wen)度(du)在650℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)環境中工作的(de)(de)(de)(de)(de)零件(jian)，如(ru)化工用(yong)(yong)閥體(ti)、泵、容器或(huo)大容量電站的(de)(de)(de)(de)(de)汽輪機(ji)殼體(ti)等(deng)。



1. 奧氏體不(bu)銹鋼(gang)鑄造


  鑄造奧氏體不銹鋼(gang)，由于其耐蝕性優于鑄造馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)和鑄造鐵素體不銹鋼，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(ao)氏體不銹鋼的鑄造(zao)特(te)性(xing)


  鉻－鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)具有(you)很高的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性，與其(qi)他類(lei)(lei)(lei)不(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)相比(bi)，其(qi)耐(nai)(nai)蝕(shi)性是(shi)最好的(de)(de)一類(lei)(lei)(lei)。該(gai)類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)具有(you)優良(liang)的(de)(de)韌性和塑性，易(yi)于加工成各種形狀的(de)(de)零件(jian)，在熱(re)處理加熱(re)時不(bu)發生α=y相變(bian)，并具有(you)優良(liang)的(de)(de)焊接(jie)性。這類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)的(de)(de)主要缺點是(shi)價(jia)格(ge)較貴。但由于它具有(you)最好的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性，仍然(ran)是(shi)鑄造不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中使用最廣泛的(de)(de)一類(lei)(lei)(lei)鋼(gang)(gang)。國家(jia)標準中的(de)(de)14種奧氏體不(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)全(quan)部是(shi)鉻－鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)。


  b. 鉻(ge)-錳-氮奧氏體不銹鑄鋼(gang)的特性


   鉻－錳(meng)－氮奧氏體(ti)不銹鑄鋼(gang)(gang)是無鎳和低(di)鎳奧氏體(ti)不銹鑄鋼(gang)(gang)，雖(sui)然(ran)在新的(de)國家標準中沒有(you)，但傳統的(de)奧氏體(ti)不銹鑄鋼(gang)(gang)有(you)ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。


  該類(lei)鋼以強烈(lie)形成奧氏體(ti)(ti)的(de)(de)元素錳和氮取代高(gao)含量的(de)(de)鎳(nie)，并加入鉬、銅等，以提高(gao)鋼的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性。其耐(nai)(nai)蝕性略低于鉻－鎳(nie)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鑄鋼，但強度比鉻－鎳(nie)奧氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鑄鋼高(gao)。


  鉻－錳(meng)－氮鑄(zhu)造不(bu)銹鋼(gang)應進行1100℃水淬處(chu)理，使碳(tan)化物固(gu)溶以提高其耐蝕性(xing)金相組(zu)織(zhi)(zhi)為奧氏體(ti)和少量鐵素體(ti)（5%~20%)的復相組(zu)織(zhi)(zhi)。鋼(gang)的流動性(xing)好，鑄(zhu)造時氣孔(kong)敏感(gan)性(xing)較大，造型宜用干(gan)型，并用鉻礦(kuang)砂、鋯砂等涂料(liao)。鋼(gang)的鑄(zhu)造體(ti)收縮(suo)較大，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在1475℃澆注體(ti)積總收縮(suo)為5.7%,鑄(zhu)造收縮(suo)率取2.2%~2.3%.這(zhe)類(lei)鑄(zhu)鋼(gang)的焊接(jie)性(xing)良好，可在室溫下焊接(jie)。



2. 馬氏體不銹(xiu)鋼(gang)鑄造


  ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和(he)ZGCr16Ni5Mo等(deng)馬(ma)氏(shi)體(ti)鑄造不(bu)銹鑄鋼(gang)(gang)耐(nai)大氣腐蝕性(xing)(xing)較(jiao)好，經熱處(chu)理和(he)拋(pao)光后最(zui)穩定。ZG20Cr13鋼(gang)(gang)的耐(nai)蝕性(xing)(xing)和(he)強度、硬度較(jiao)ZG15Cr12鋼(gang)(gang)稍(shao)高。這兩種鑄鋼(gang)(gang)及其他鑄造馬(ma)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)，用于承受沖擊載荷和(he)要(yao)求韌性(xing)(xing)，并在(zai)(zai)腐蝕性(xing)(xing)不(bu)強及常溫下(xia)的有機酸(suan)(suan)水溶液(ye)(ye)，或者要(yao)求防污染的介(jie)(jie)質中工作的零件(jian)。例如在(zai)(zai)維尼綸工業中，可(ke)用于聚乙(yi)烯醇(chun)、醋酸(suan)(suan)乙(yi)烯、醋酸(suan)(suan)甲酯、醋酸(suan)(suan)鈉溶液(ye)(ye)等(deng)介(jie)(jie)質；在(zai)(zai)尿素(su)工業中，可(ke)用于含(han)硫(liu)化(hua)氫、尿素(su)母液(ye)(ye)等(deng)介(jie)(jie)質，也可(ke)用于制造水輪(lun)機轉輪(lun)（葉片(pian)）和(he)水壓機閥(fa)等(deng)。


  鑄(zhu)(zhu)造馬氏體不(bu)銹鋼(gang)經調質處(chu)(chu)理（1050℃水冷或油淬，750℃回火）后(hou)(hou)得到(dao)鐵素體和索氏體組(zu)(zu)織。在(zai)調質狀態(tai)下鑄(zhu)(zhu)件(jian)有(you)較(jiao)好(hao)的耐蝕性和綜合力學性能。某些較(jiao)大的復雜(za)鑄(zhu)(zhu)件(jian)不(bu)宜調質處(chu)(chu)理時，也可(ke)進行退(tui)火處(chu)(chu)理，退(tui)火后(hou)(hou)的組(zu)(zu)織為鐵素體和珠(zhu)光體。ZG20Cr13鋼(gang)的熔點為1480~1510℃,鑄(zhu)(zhu)造時流動性較(jiao)差(cha)，應提高澆注溫度(du)和澆注速度(du)。焊(han)接性尚可(ke)，焊(han)補時應將鑄(zhu)(zhu)件(jian)預熱(re)到(dao)200~300℃,焊(han)后(hou)(hou)應進行退(tui)火熱(re)處(chu)(chu)理。



3. 鐵素體不銹(xiu)鋼鑄造


典型鑄造(zao)(zao)(zao)鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)ZG10Cr17具有良好(hao)的(de)耐酸性(xing)，其(qi)(qi)他類(lei)鑄造(zao)(zao)(zao)鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是在ZG10Cr17鋼(gang)(gang)(gang)的(de)基礎上適當加(jia)入鉬(mu)、硅(gui)、鈮(ni)等可提高(gao)鑄鋼(gang)(gang)(gang)耐蝕性(xing)的(de)元素，加(jia)入鈦可細化晶粒，加(jia)人(ren)稀(xi)土可改善鑄造(zao)(zao)(zao)性(xing)能(neng)。鐵(tie)素體(ti)鑄造(zao)(zao)(zao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鑄鋼(gang)(gang)(gang)在氧化性(xing)酸類(lei)，特(te)別是硝(xiao)酸溶液中有良好(hao)的(de)耐蝕性(xing)；隨著鋼(gang)(gang)(gang)中鋁、鉬(mu)、硅(gui)、鈮(ni)等含量的(de)提高(gao)，耐蝕性(xing)增(zeng)加(jia)。但(dan)是鑄造(zao)(zao)(zao)鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)力學性(xing)能(neng)較(jiao)差，特(te)別是韌性(xing)低，只(zhi)適用于載(zai)荷(he)較(jiao)低、無沖擊載(zai)荷(he)的(de)場合，影響了其(qi)(qi)應(ying)用。雖(sui)然在一些(xie)硝(xiao)酸生(sheng)產廠(chang)家(jia)仍(reng)在應(ying)用，但(dan)未納人(ren)新的(de)國(guo)家(jia)標準。


鑄(zhu)造鐵素(su)體不銹鋼(gang)(gang)大多在消除應(ying)力退(tui)火后使用，退(tui)火后的組織為鐵素(su)體和碳化物，一般在750~800℃退(tui)火，爐冷到550℃出爐空冷。當加熱到850℃以上時，鋼(gang)(gang)有晶粒強烈(lie)長(chang)大的傾向。在450~510℃長(chang)期加熱會產(chan)生475℃脆性(xing)。為了(le)細化晶粒，可(ke)在鋼(gang)(gang)中加入鈦(tai)、氮等元(yuan)素(su)。鋼(gang)(gang)的流動性(xing)隨碳、鉻、錳、硅含量的增加而提高(gao)。焊接性(xing)尚可(ke)，焊補時鑄(zhu)件應(ying)預(yu)熱到300~400℃,焊后應(ying)進行(xing)退(tui)火熱處理(li)。


鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的鑄(zhu)(zhu)造(zao)性(xing)能較差(cha)，鑄(zhu)(zhu)造(zao)收縮(suo)率一般(ban)為1.4%~1.6%,鑄(zhu)(zhu)造(zao)時晶粒(li)粗(cu)大(da)。鉻含量很高的鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)，如2GCr28鋼(gang)(gang)鑄(zhu)(zhu)造(zao)時，鑄(zhu)(zhu)件的熱裂(lie)傾向性(xing)大(da)。