不銹鋼的(de)零部件鑄(zhu)造(zao)大多是(shi)采用(yong)電弧(hu)爐(lu)或(huo)感應(ying)爐(lu)冶煉，利用(yong)砂(sha)型、陶瓷型或(huo)熔模(mo)等(deng)各種鑄(zhu)造(zao)方法(fa)，直接鑄(zhu)造(zao)出接近于成品形狀的(de)鑄(zhu)件。相同成分的(de)材料(liao)直接鑄(zhu)造(zao)成零部件可改善(shan)其某些性(xing)能，降低(di)成本，簡化工藝，提(ti)高企(qi)業的(de)經濟(ji)效益。


  一(yi)般(ban)情況下，鑄造零(ling)(ling)部件(jian)與采用(yong)鍛、軋工藝生(sheng)產的(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)相(xiang)比(bi)，具有更高的(de)(de)抗冷、熱(re)疲勞裂紋的(de)(de)性(xing)能。由(you)于鑄造零(ling)(ling)件(jian)沒有明(ming)顯的(de)(de)組(zu)織方向性(xing)，所以不存在(zai)鍛、軋狀態(tai)的(de)(de)各向異性(xing)問題，因此在(zai)熱(re)處理過(guo)程中，變形比(bi)較(jiao)均(jun)勻，尺寸容(rong)易控制，加工余量較(jiao)小。


  不銹(xiu)鋼鑄(zhu)造(zao)工藝常常用于鑄(zhu)造(zao)在腐蝕介質中(zhong)工作的泵殼、閥、葉輪(lun)等，形(xing)狀(zhuang)復(fu)雜的零部件也(ye)廣泛采用鑄(zhu)造(zao)不銹(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)主要有(you)充型能(neng)力和收縮性。


  鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)是在(zai)(zai)凝固過程中(zhong)不(bu)經(jing)歷共晶轉變的(de)(de)(de)(de)用(yong)于(yu)生產(chan)鑄(zhu)(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)鐵基合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)總稱，是鑄(zhu)(zhu)造(zao)合(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種(zhong)(zhong)。鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)分為鑄(zhu)(zhu)造(zao)碳鋼(gang)、鑄(zhu)(zhu)造(zao)低合(he)(he)金(jin)(jin)鋼(gang)和鑄(zhu)(zhu)造(zao)特(te)種(zhong)(zhong)鋼(gang)三類(lei)。不(bu)銹鋼(gang)是其(qi)第三類(lei)，即鑄(zhu)(zhu)造(zao)特(te)種(zhong)(zhong)鋼(gang)。為適應特(te)殊需(xu)要(yao)而煉制的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)，品種(zhong)(zhong)繁多，通常含有一(yi)種(zhong)(zhong)或多種(zhong)(zhong)高含量的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)(jin)元素，以(yi)滿足獲得某種(zhong)(zhong)特(te)殊性(xing)能的(de)(de)(de)(de)需(xu)要(yao)。例如，含錳11%~14%的(de)(de)(de)(de)高錳鋼(gang)，就具有耐沖擊和耐磨損的(de)(de)(de)(de)性(xing)能，多用(yong)于(yu)礦山機械、工程機械的(de)(de)(de)(de)耐磨零件(jian)。以(yi)鉻或鉻－鎳為主要(yao)合(he)(he)金(jin)(jin)元素的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)不(bu)銹鋼(gang)，用(yong)于(yu)有腐蝕或溫(wen)度(du)在(zai)(zai)650℃以(yi)上的(de)(de)(de)(de)高溫(wen)環境中(zhong)工作的(de)(de)(de)(de)零件(jian)，如化工用(yong)閥(fa)體(ti)、泵、容(rong)器或大(da)容(rong)量電站的(de)(de)(de)(de)汽輪機殼(ke)體(ti)等。



1. 奧(ao)氏體(ti)不銹鋼鑄造


  鑄造奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼，由于其耐蝕性優于鑄造馬(ma)氏(shi)體不銹鋼(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(ge)-鎳(nie)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼的(de)鑄造特性


  鉻(ge)－鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)很高的(de)耐蝕性(xing)，與其他類(lei)不銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)相(xiang)(xiang)比，其耐蝕性(xing)是最(zui)好的(de)一類(lei)。該類(lei)鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有(you)優(you)良的(de)韌性(xing)和(he)塑(su)性(xing)，易于加工(gong)成各種形狀的(de)零件，在(zai)熱處理加熱時不發生(sheng)α=y相(xiang)(xiang)變，并具(ju)(ju)有(you)優(you)良的(de)焊接性(xing)。這類(lei)鋼(gang)(gang)的(de)主(zhu)要缺點是價格(ge)較貴。但由于它具(ju)(ju)有(you)最(zui)好的(de)耐蝕性(xing)，仍然是鑄造(zao)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中使(shi)用最(zui)廣(guang)泛的(de)一類(lei)鋼(gang)(gang)。國(guo)家標準中的(de)14種奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)全部是鉻(ge)－鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)。


  b. 鉻-錳-氮(dan)奧氏體不銹鑄鋼的特性(xing)


   鉻－錳(meng)－氮奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)鋼是無鎳和低(di)鎳奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)鋼，雖(sui)然在新的(de)國家標準中沒(mei)有(you)，但傳統的(de)奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鑄(zhu)鋼有(you)ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。


  該類鋼(gang)(gang)以(yi)強烈(lie)形成奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)元素(su)錳和氮取代高(gao)含量的(de)(de)(de)鎳，并加(jia)入鉬、銅等，以(yi)提高(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性。其耐(nai)蝕性略(lve)低于鉻－鎳奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)，但強度比(bi)鉻－鎳奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)高(gao)。


  鉻－錳(meng)－氮鑄(zhu)造(zao)不銹鋼應進行1100℃水淬處理，使碳(tan)化物固(gu)溶(rong)以提高其耐蝕性(xing)(xing)金相組(zu)織為奧氏體和少量鐵素體（5%~20%)的(de)復相組(zu)織。鋼的(de)流動性(xing)(xing)好(hao)，鑄(zhu)造(zao)時氣孔敏感性(xing)(xing)較大，造(zao)型(xing)宜用干型(xing)，并用鉻礦砂、鋯砂等(deng)涂料。鋼的(de)鑄(zhu)造(zao)體收(shou)縮(suo)(suo)(suo)較大，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在(zai)1475℃澆注體積總收(shou)縮(suo)(suo)(suo)為5.7%,鑄(zhu)造(zao)收(shou)縮(suo)(suo)(suo)率取(qu)2.2%~2.3%.這類鑄(zhu)鋼的(de)焊接性(xing)(xing)良(liang)好(hao)，可在(zai)室溫下焊接。



2. 馬(ma)氏體不銹鋼鑄造


  ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和(he)(he)(he)ZGCr16Ni5Mo等(deng)馬氏(shi)體鑄(zhu)造不銹鑄(zhu)鋼(gang)耐大氣腐蝕性較好，經(jing)熱(re)處理和(he)(he)(he)拋(pao)光后最(zui)穩定。ZG20Cr13鋼(gang)的(de)耐蝕性和(he)(he)(he)強度(du)、硬(ying)度(du)較ZG15Cr12鋼(gang)稍高。這兩(liang)種鑄(zhu)鋼(gang)及其他鑄(zhu)造馬氏(shi)體鋼(gang)，用(yong)于(yu)承受沖擊載(zai)荷和(he)(he)(he)要求韌性，并在腐蝕性不強及常(chang)溫下的(de)有機酸(suan)(suan)水(shui)(shui)溶液(ye)，或者要求防(fang)污染的(de)介質中工作的(de)零件(jian)。例如在維尼綸工業中，可用(yong)于(yu)聚乙(yi)烯(xi)醇、醋酸(suan)(suan)乙(yi)烯(xi)、醋酸(suan)(suan)甲酯、醋酸(suan)(suan)鈉溶液(ye)等(deng)介質；在尿素(su)工業中，可用(yong)于(yu)含硫化氫、尿素(su)母(mu)液(ye)等(deng)介質，也可用(yong)于(yu)制造水(shui)(shui)輪機轉(zhuan)輪（葉片）和(he)(he)(he)水(shui)(shui)壓機閥(fa)等(deng)。


  鑄(zhu)造馬氏體(ti)不(bu)銹鋼經調(diao)質(zhi)(zhi)處(chu)理(li)（1050℃水冷或油(you)淬(cui)，750℃回火(huo)）后(hou)得到鐵(tie)素體(ti)和索氏體(ti)組(zu)織。在調(diao)質(zhi)(zhi)狀(zhuang)態(tai)下鑄(zhu)件(jian)有較(jiao)(jiao)好的耐(nai)蝕(shi)性和綜(zong)合(he)力(li)學(xue)性能。某些較(jiao)(jiao)大的復雜鑄(zhu)件(jian)不(bu)宜調(diao)質(zhi)(zhi)處(chu)理(li)時(shi)，也可(ke)進(jin)(jin)行(xing)退(tui)(tui)火(huo)處(chu)理(li)，退(tui)(tui)火(huo)后(hou)的組(zu)織為鐵(tie)素體(ti)和珠光(guang)體(ti)。ZG20Cr13鋼的熔點為1480~1510℃,鑄(zhu)造時(shi)流(liu)動性較(jiao)(jiao)差，應提高澆注溫度和澆注速度。焊接性尚(shang)可(ke)，焊補時(shi)應將鑄(zhu)件(jian)預熱到200~300℃,焊后(hou)應進(jin)(jin)行(xing)退(tui)(tui)火(huo)熱處(chu)理(li)。



3. 鐵素(su)體不銹鋼鑄造


典型鑄(zhu)造(zao)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)ZG10Cr17具有良好的(de)(de)(de)耐酸(suan)性(xing)(xing)，其他類(lei)鑄(zhu)造(zao)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)是(shi)在(zai)(zai)ZG10Cr17鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)基礎上(shang)適(shi)當加(jia)(jia)入(ru)鉬、硅、鈮等可(ke)提高鑄(zhu)鋼(gang)(gang)耐蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)元素(su)，加(jia)(jia)入(ru)鈦(tai)可(ke)細化(hua)晶(jing)粒，加(jia)(jia)人稀土可(ke)改善鑄(zhu)造(zao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。鐵素(su)體(ti)鑄(zhu)造(zao)不銹鑄(zhu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)氧化(hua)性(xing)(xing)酸(suan)類(lei)，特別是(shi)硝酸(suan)溶液中有良好的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)；隨著鋼(gang)(gang)中鋁、鉬、硅、鈮等含量的(de)(de)(de)提高，耐蝕(shi)性(xing)(xing)增(zeng)加(jia)(jia)。但是(shi)鑄(zhu)造(zao)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)(neng)較(jiao)差，特別是(shi)韌性(xing)(xing)低(di)，只適(shi)用于載荷較(jiao)低(di)、無沖擊載荷的(de)(de)(de)場(chang)合，影響了(le)其應用。雖然在(zai)(zai)一些硝酸(suan)生(sheng)產(chan)廠家仍在(zai)(zai)應用，但未(wei)納人新的(de)(de)(de)國家標準。


鑄造鐵(tie)(tie)素(su)體不銹鋼大多在(zai)消(xiao)除應(ying)(ying)力退(tui)火后使(shi)用(yong)，退(tui)火后的組織為(wei)鐵(tie)(tie)素(su)體和碳化物，一(yi)般在(zai)750~800℃退(tui)火，爐冷到550℃出爐空冷。當加熱(re)到850℃以上時，鋼有晶粒強烈長(chang)(chang)大的傾向。在(zai)450~510℃長(chang)(chang)期加熱(re)會產生475℃脆性。為(wei)了細化晶粒，可在(zai)鋼中(zhong)加入鈦、氮等元素(su)。鋼的流動性隨碳、鉻、錳、硅(gui)含量的增加而提高。焊接(jie)性尚(shang)可，焊補時鑄件應(ying)(ying)預(yu)熱(re)到300~400℃,焊后應(ying)(ying)進行退(tui)火熱(re)處理。


鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼的鑄(zhu)(zhu)造(zao)性(xing)能較差，鑄(zhu)(zhu)造(zao)收縮率一般為1.4%~1.6%,鑄(zhu)(zhu)造(zao)時晶(jing)粒(li)粗(cu)大(da)。鉻含量很高的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹鋼，如2GCr28鋼鑄(zhu)(zhu)造(zao)時，鑄(zhu)(zhu)件的熱裂傾向性(xing)大(da)。