不銹鋼(gang)的零(ling)部件鑄(zhu)(zhu)(zhu)造大多是采用電弧爐或感(gan)應爐冶煉，利用砂(sha)型、陶瓷(ci)型或熔(rong)模(mo)等各種鑄(zhu)(zhu)(zhu)造方法，直(zhi)(zhi)接鑄(zhu)(zhu)(zhu)造出接近于成品形(xing)狀的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件。相(xiang)同成分(fen)的材料直(zhi)(zhi)接鑄(zhu)(zhu)(zhu)造成零(ling)部件可改善(shan)其某些性能，降低成本，簡化工藝，提高企業的經濟效益。


  一般情況下，鑄造零(ling)(ling)部件與采(cai)用鍛、軋工藝生(sheng)產的(de)(de)零(ling)(ling)件相比，具有更高的(de)(de)抗冷、熱疲勞裂紋的(de)(de)性(xing)能(neng)。由于鑄造零(ling)(ling)件沒(mei)有明(ming)顯的(de)(de)組織方向性(xing)，所以(yi)不存在鍛、軋狀態(tai)的(de)(de)各向異性(xing)問題，因此(ci)在熱處理過程中，變(bian)形比較均勻，尺寸容易控制，加工余(yu)量較小。


  不銹鋼(gang)鑄造工藝常(chang)常(chang)用(yong)于鑄造在腐蝕介質中工作的泵殼、閥、葉輪(lun)等，形(xing)狀復雜的零(ling)部件也廣泛(fan)采用(yong)鑄造不銹鋼(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(he)金在鑄造過程中表(biao)現出的性能(neng)主要有充型能(neng)力(li)和(he)收縮性。


  鑄(zhu)鋼(gang)是(shi)在凝固過程中(zhong)不經歷共晶(jing)轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)用于生(sheng)產鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)鐵基合(he)(he)金的(de)(de)總稱(cheng)，是(shi)鑄(zhu)造合(he)(he)金的(de)(de)一種。鑄(zhu)鋼(gang)分為(wei)鑄(zhu)造碳鋼(gang)、鑄(zhu)造低合(he)(he)金鋼(gang)和鑄(zhu)造特種鋼(gang)三類(lei)。不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)其第三類(lei)，即鑄(zhu)造特種鋼(gang)。為(wei)適應(ying)特殊(shu)需要(yao)(yao)而煉制(zhi)的(de)(de)合(he)(he)金鑄(zhu)鋼(gang)，品(pin)種繁多(duo)，通(tong)常含(han)有(you)(you)一種或(huo)多(duo)種高(gao)含(han)量(liang)的(de)(de)合(he)(he)金元素(su)，以(yi)滿足獲(huo)得某種特殊(shu)性(xing)(xing)能的(de)(de)需要(yao)(yao)。例(li)如(ru)，含(han)錳(meng)11%~14%的(de)(de)高(gao)錳(meng)鋼(gang)，就具(ju)有(you)(you)耐(nai)(nai)(nai)沖擊和耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)損的(de)(de)性(xing)(xing)能，多(duo)用于礦山(shan)機械(xie)(xie)、工程機械(xie)(xie)的(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)磨(mo)零件(jian)。以(yi)鉻或(huo)鉻－鎳為(wei)主要(yao)(yao)合(he)(he)金元素(su)的(de)(de)各種不銹(xiu)鋼(gang)，用于有(you)(you)腐蝕或(huo)溫度(du)在650℃以(yi)上(shang)的(de)(de)高(gao)溫環境中(zhong)工作的(de)(de)零件(jian)，如(ru)化工用閥體(ti)、泵、容器或(huo)大容量(liang)電(dian)站的(de)(de)汽輪機殼體(ti)等。



1. 奧氏體(ti)不銹鋼鑄(zhu)造


  鑄造奧氏體不銹鋼，由于其耐蝕性優于鑄造馬氏體不銹鋼和鑄造鐵素體不(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(nie)奧氏體不銹鋼(gang)的鑄造特性


  鉻－鎳(nie)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)(you)很高(gao)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)，與(yu)其他(ta)類不銹(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)相比，其耐蝕性(xing)(xing)是(shi)最(zui)(zui)(zui)好(hao)的(de)(de)一(yi)類。該(gai)類鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)(you)優良的(de)(de)韌性(xing)(xing)和塑(su)性(xing)(xing)，易于加工成各(ge)種形狀(zhuang)的(de)(de)零(ling)件，在熱(re)(re)處理加熱(re)(re)時不發(fa)生(sheng)α=y相變，并(bing)具(ju)(ju)有(you)(you)優良的(de)(de)焊接性(xing)(xing)。這(zhe)類鋼(gang)(gang)的(de)(de)主要缺點是(shi)價(jia)格較(jiao)貴。但由于它具(ju)(ju)有(you)(you)最(zui)(zui)(zui)好(hao)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)，仍然是(shi)鑄(zhu)造(zao)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中使(shi)用最(zui)(zui)(zui)廣泛的(de)(de)一(yi)類鋼(gang)(gang)。國家(jia)標準中的(de)(de)14種奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)全部是(shi)鉻－鎳(nie)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)。


  b. 鉻-錳-氮奧(ao)氏體不銹(xiu)鑄鋼的(de)特(te)性


   鉻(ge)－錳－氮(dan)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鑄鋼是無鎳(nie)和低鎳(nie)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鑄鋼，雖然在(zai)新的(de)國(guo)家標(biao)準中沒有，但傳統的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹(xiu)鑄鋼有ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。


  該(gai)類鋼(gang)(gang)以(yi)強烈形成奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)元素(su)錳和氮取(qu)代高(gao)(gao)含量(liang)的(de)(de)鎳(nie)，并加入(ru)鉬、銅等，以(yi)提高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性。其耐蝕性略低于鉻－鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鑄鋼(gang)(gang)，但強度比(bi)鉻－鎳(nie)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鑄鋼(gang)(gang)高(gao)(gao)。


  鉻(ge)－錳(meng)－氮鑄(zhu)(zhu)造(zao)不(bu)銹鋼應進(jin)行1100℃水淬(cui)處理，使(shi)碳化物(wu)固溶以(yi)提高其耐蝕性(xing)金相組織(zhi)為(wei)奧(ao)氏體和少量(liang)鐵素(su)體（5%~20%)的復相組織(zhi)。鋼的流動性(xing)好(hao)，鑄(zhu)(zhu)造(zao)時氣孔敏感性(xing)較(jiao)大(da)，造(zao)型宜用干型，并用鉻(ge)礦砂(sha)、鋯(gao)砂(sha)等涂料(liao)。鋼的鑄(zhu)(zhu)造(zao)體收(shou)縮較(jiao)大(da)，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在1475℃澆注體積總收(shou)縮為(wei)5.7%,鑄(zhu)(zhu)造(zao)收(shou)縮率取2.2%~2.3%.這類鑄(zhu)(zhu)鋼的焊(han)接(jie)性(xing)良好(hao)，可在室溫下焊(han)接(jie)。



2. 馬(ma)氏(shi)體不銹鋼鑄造


  ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和(he)(he)(he)ZGCr16Ni5Mo等(deng)馬(ma)氏體鑄造(zao)不銹鑄鋼耐大(da)氣腐蝕(shi)(shi)性較好，經熱處理和(he)(he)(he)拋光(guang)后最穩定。ZG20Cr13鋼的耐蝕(shi)(shi)性和(he)(he)(he)強(qiang)度(du)、硬度(du)較ZG15Cr12鋼稍(shao)高。這(zhe)兩種(zhong)鑄鋼及其他鑄造(zao)馬(ma)氏體鋼，用(yong)于承(cheng)受(shou)沖擊(ji)載荷(he)和(he)(he)(he)要(yao)求韌(ren)性，并(bing)在(zai)腐蝕(shi)(shi)性不強(qiang)及常溫(wen)下(xia)的有機(ji)酸(suan)水(shui)溶(rong)(rong)液(ye)，或(huo)者(zhe)要(yao)求防污染的介(jie)(jie)(jie)質(zhi)中(zhong)工作的零件。例如在(zai)維尼綸工業中(zhong)，可用(yong)于聚乙烯醇(chun)、醋酸(suan)乙烯、醋酸(suan)甲酯(zhi)、醋酸(suan)鈉(na)溶(rong)(rong)液(ye)等(deng)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)；在(zai)尿素工業中(zhong)，可用(yong)于含硫(liu)化氫(qing)、尿素母液(ye)等(deng)介(jie)(jie)(jie)質(zhi)，也可用(yong)于制造(zao)水(shui)輪機(ji)轉輪（葉(xie)片）和(he)(he)(he)水(shui)壓機(ji)閥等(deng)。


  鑄(zhu)造馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼經調質處(chu)理(li)（1050℃水冷或油(you)淬(cui)，750℃回火(huo)）后得到(dao)鐵素體(ti)(ti)(ti)和(he)索氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織。在調質狀態下鑄(zhu)件(jian)有較(jiao)(jiao)好的(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)和(he)綜(zong)合力學性(xing)(xing)能。某些較(jiao)(jiao)大的(de)復雜鑄(zhu)件(jian)不宜調質處(chu)理(li)時，也可(ke)進行(xing)退(tui)火(huo)處(chu)理(li)，退(tui)火(huo)后的(de)組織為(wei)鐵素體(ti)(ti)(ti)和(he)珠光體(ti)(ti)(ti)。ZG20Cr13鋼的(de)熔(rong)點為(wei)1480~1510℃,鑄(zhu)造時流動性(xing)(xing)較(jiao)(jiao)差(cha)，應(ying)提(ti)高澆(jiao)注溫度(du)和(he)澆(jiao)注速度(du)。焊(han)接性(xing)(xing)尚可(ke)，焊(han)補時應(ying)將鑄(zhu)件(jian)預熱到(dao)200~300℃,焊(han)后應(ying)進行(xing)退(tui)火(huo)熱處(chu)理(li)。



3. 鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼鑄(zhu)造


典型鑄(zhu)造(zao)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)ZG10Cr17具(ju)有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)耐酸性(xing)，其(qi)他類(lei)鑄(zhu)造(zao)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)在(zai)(zai)ZG10Cr17鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)基礎上適當加(jia)(jia)入鉬(mu)、硅(gui)、鈮等可(ke)(ke)提高鑄(zhu)鋼(gang)(gang)耐蝕性(xing)的(de)(de)(de)元素(su)，加(jia)(jia)入鈦可(ke)(ke)細(xi)化晶粒，加(jia)(jia)人(ren)稀土可(ke)(ke)改善(shan)鑄(zhu)造(zao)性(xing)能。鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)鑄(zhu)造(zao)不(bu)銹鑄(zhu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)氧化性(xing)酸類(lei)，特別是(shi)硝酸溶液中有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)；隨著鋼(gang)(gang)中鋁、鉬(mu)、硅(gui)、鈮等含量的(de)(de)(de)提高，耐蝕性(xing)增(zeng)加(jia)(jia)。但是(shi)鑄(zhu)造(zao)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)能較差，特別是(shi)韌性(xing)低，只適用(yong)于載荷(he)較低、無沖擊載荷(he)的(de)(de)(de)場合(he)，影響了其(qi)應(ying)用(yong)。雖(sui)然(ran)在(zai)(zai)一(yi)些硝酸生產廠家(jia)仍在(zai)(zai)應(ying)用(yong)，但未納人(ren)新(xin)的(de)(de)(de)國家(jia)標準。


鑄造鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)大(da)多在(zai)(zai)消除應(ying)力退(tui)(tui)火后(hou)使(shi)用，退(tui)(tui)火后(hou)的(de)(de)組織為(wei)鐵(tie)素(su)體和碳化(hua)物，一般在(zai)(zai)750~800℃退(tui)(tui)火，爐(lu)(lu)冷到(dao)(dao)550℃出爐(lu)(lu)空冷。當加(jia)(jia)熱到(dao)(dao)850℃以上時，鋼(gang)有晶粒強烈長大(da)的(de)(de)傾向。在(zai)(zai)450~510℃長期加(jia)(jia)熱會產生475℃脆(cui)性(xing)。為(wei)了細化(hua)晶粒，可(ke)在(zai)(zai)鋼(gang)中(zhong)加(jia)(jia)入鈦、氮(dan)等(deng)元素(su)。鋼(gang)的(de)(de)流動性(xing)隨碳、鉻(ge)、錳(meng)、硅(gui)含量的(de)(de)增加(jia)(jia)而提高。焊(han)接性(xing)尚可(ke)，焊(han)補(bu)時鑄件(jian)應(ying)預熱到(dao)(dao)300~400℃,焊(han)后(hou)應(ying)進行退(tui)(tui)火熱處理(li)。


鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)(de)鑄造(zao)性(xing)能(neng)較(jiao)差(cha)，鑄造(zao)收縮率一般為1.4%~1.6%,鑄造(zao)時晶粒粗大。鉻(ge)含量很(hen)高的(de)(de)鐵素體不銹(xiu)鋼，如(ru)2GCr28鋼鑄造(zao)時，鑄件(jian)的(de)(de)熱裂傾向性(xing)大。