不銹鋼的零部件鑄造(zao)大(da)多是采用電弧(hu)爐或感應爐冶煉，利用砂型、陶瓷型或熔模(mo)等(deng)各(ge)種鑄造(zao)方法，直接鑄造(zao)出接近于成品形狀(zhuang)的鑄件。相同成分的材(cai)料直接鑄造(zao)成零部件可改善(shan)其某些(xie)性(xing)能(neng)，降(jiang)低成本(ben)，簡化工藝，提高企業的經濟效益。
一般情況(kuang)下，鑄造零(ling)部件(jian)與采(cai)用(yong)鍛、軋(ya)工(gong)藝(yi)生產的(de)零(ling)件(jian)相比(bi)，具有更(geng)高的(de)抗(kang)冷、熱疲勞(lao)裂紋(wen)的(de)性(xing)能。由(you)于鑄造零(ling)件(jian)沒有明顯的(de)組織方向性(xing)，所以不存(cun)在(zai)鍛、軋(ya)狀態的(de)各(ge)向異(yi)性(xing)問題(ti)，因(yin)此在(zai)熱處理過程中，變形比(bi)較均勻，尺(chi)寸容易控制，加工(gong)余量較小(xiao)。
不(bu)銹(xiu)鋼鑄(zhu)造(zao)(zao)工藝常常用(yong)于鑄(zhu)造(zao)(zao)在(zai)腐(fu)蝕介質中(zhong)工作的泵殼、閥、葉輪等，形(xing)狀復雜的零部件也(ye)廣(guang)泛采(cai)用(yong)鑄(zhu)造(zao)(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(zao)過程(cheng)中(zhong)表現(xian)出的性(xing)能(neng)主(zhu)要有充型能(neng)力和收縮(suo)性(xing)。
鑄(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)在(zai)凝固(gu)過程中不經歷共晶轉變的(de)(de)(de)用于(yu)(yu)生產鑄(zhu)件的(de)(de)(de)鐵基(ji)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)總稱，是(shi)鑄(zhu)造(zao)合(he)金(jin)的(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)。鑄(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)分(fen)為鑄(zhu)造(zao)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)、鑄(zhu)造(zao)低合(he)金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)和鑄(zhu)造(zao)特種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)三類(lei)。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)其(qi)第三類(lei)，即鑄(zhu)造(zao)特種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)。為適應特殊需(xu)要(yao)(yao)而煉制(zhi)的(de)(de)(de)合(he)金(jin)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)，品種(zhong)(zhong)繁多，通(tong)常含(han)有一種(zhong)(zhong)或多種(zhong)(zhong)高含(han)量的(de)(de)(de)合(he)金(jin)元(yuan)素，以(yi)(yi)滿足(zu)獲得某種(zhong)(zhong)特殊性能的(de)(de)(de)需(xu)要(yao)(yao)。例如，含(han)錳11%~14%的(de)(de)(de)高錳鋼(gang)(gang)(gang)，就具(ju)有耐(nai)沖擊和耐(nai)磨損(sun)的(de)(de)(de)性能，多用于(yu)(yu)礦山機械、工(gong)程機械的(de)(de)(de)耐(nai)磨零件。以(yi)(yi)鉻(ge)或鉻(ge)－鎳為主(zhu)要(yao)(yao)合(he)金(jin)元(yuan)素的(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)，用于(yu)(yu)有腐蝕或溫度在(zai)650℃以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)高溫環(huan)境中工(gong)作的(de)(de)(de)零件，如化(hua)工(gong)用閥體、泵、容器或大容量電站的(de)(de)(de)汽輪機殼體等(deng)。
1. 奧氏體不銹鋼鑄(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-鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的鑄造特性(xing)
鉻－鎳奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)很高(gao)的(de)耐蝕性，與(yu)其他類(lei)不(bu)(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)相比，其耐蝕性是(shi)最(zui)(zui)好的(de)一(yi)類(lei)。該類(lei)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)優良(liang)(liang)的(de)韌性和塑性，易(yi)于加工成(cheng)各種形(xing)狀的(de)零(ling)件(jian)，在(zai)熱處(chu)理加熱時不(bu)(bu)發生α=y相變，并具(ju)有(you)(you)優良(liang)(liang)的(de)焊接性。這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)的(de)主要缺點是(shi)價(jia)格(ge)較貴。但由于它(ta)具(ju)有(you)(you)最(zui)(zui)好的(de)耐蝕性，仍然是(shi)鑄造(zao)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中使(shi)用最(zui)(zui)廣泛的(de)一(yi)類(lei)鋼(gang)(gang)。國家標準中的(de)14種奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)全(quan)部(bu)是(shi)鉻－鎳奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鑄鋼(gang)(gang)。
b. 鉻-錳-氮奧(ao)氏(shi)體不銹鑄鋼的特(te)性
鉻－錳－氮奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼(gang)是無鎳和低(di)鎳奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼(gang)，雖然在新的國家標準中沒(mei)有，但傳統的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼(gang)有ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。
該類(lei)鋼以強烈形成奧(ao)氏體的(de)元素錳和氮取代高含量的(de)鎳(nie)，并(bing)加(jia)入鉬、銅(tong)等，以提高鋼的(de)耐蝕(shi)性(xing)。其耐蝕(shi)性(xing)略低于鉻－鎳(nie)奧(ao)氏體不銹鑄鋼，但(dan)強度比鉻－鎳(nie)奧(ao)氏體不銹鑄鋼高。
鉻－錳－氮鑄(zhu)造(zao)不銹鋼(gang)(gang)(gang)應進行1100℃水淬處理，使(shi)碳(tan)化物固溶以提高其耐蝕性金相組織(zhi)為(wei)奧氏體(ti)和少量鐵(tie)素(su)體(ti)（5%~20%)的(de)復相組織(zhi)。鋼(gang)(gang)(gang)的(de)流動性好(hao)，鑄(zhu)造(zao)時氣孔(kong)敏感性較大，造(zao)型(xing)(xing)宜用干型(xing)(xing)，并用鉻礦(kuang)砂、鋯砂等涂料。鋼(gang)(gang)(gang)的(de)鑄(zhu)造(zao)體(ti)收縮較大，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在(zai)1475℃澆注(zhu)體(ti)積(ji)總收縮為(wei)5.7%,鑄(zhu)造(zao)收縮率取2.2%~2.3%.這類鑄(zhu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)焊接性良好(hao)，可在(zai)室溫下(xia)焊接。
2. 馬(ma)氏體不(bu)銹鋼鑄造(zao)
ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和(he)ZGCr16Ni5Mo等馬(ma)氏體(ti)鑄(zhu)造不銹鑄(zhu)鋼(gang)耐(nai)大氣(qi)腐蝕(shi)性較好，經熱處理和(he)拋光后最穩(wen)定。ZG20Cr13鋼(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性和(he)強(qiang)度、硬度較ZG15Cr12鋼(gang)稍(shao)高。這兩種(zhong)鑄(zhu)鋼(gang)及(ji)其(qi)他(ta)鑄(zhu)造馬(ma)氏體(ti)鋼(gang)，用于(yu)承(cheng)受(shou)沖擊載荷(he)和(he)要(yao)求(qiu)(qiu)韌(ren)性，并在腐蝕(shi)性不強(qiang)及(ji)常溫下的(de)(de)(de)有機(ji)酸(suan)(suan)(suan)水溶液(ye)，或者要(yao)求(qiu)(qiu)防污染的(de)(de)(de)介(jie)質中工作的(de)(de)(de)零件。例如在維尼綸(lun)工業中，可(ke)用于(yu)聚(ju)乙烯(xi)(xi)醇(chun)、醋(cu)(cu)酸(suan)(suan)(suan)乙烯(xi)(xi)、醋(cu)(cu)酸(suan)(suan)(suan)甲酯、醋(cu)(cu)酸(suan)(suan)(suan)鈉(na)溶液(ye)等介(jie)質；在尿(niao)素(su)工業中，可(ke)用于(yu)含(han)硫化氫、尿(niao)素(su)母液(ye)等介(jie)質，也可(ke)用于(yu)制造水輪(lun)機(ji)轉輪(lun)（葉片）和(he)水壓(ya)機(ji)閥等。
鑄造馬氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)經調(diao)(diao)(diao)質處理(li)（1050℃水冷或(huo)油(you)淬，750℃回火）后(hou)得到鐵素體(ti)和(he)(he)索(suo)氏(shi)體(ti)組織。在調(diao)(diao)(diao)質狀(zhuang)態下鑄件有較(jiao)好的(de)耐蝕(shi)性和(he)(he)綜合力學性能(neng)。某些較(jiao)大的(de)復雜鑄件不(bu)宜(yi)調(diao)(diao)(diao)質處理(li)時，也可(ke)進行退火處理(li)，退火后(hou)的(de)組織為(wei)鐵素體(ti)和(he)(he)珠光體(ti)。ZG20Cr13鋼(gang)的(de)熔點為(wei)1480~1510℃,鑄造時流動性較(jiao)差，應(ying)提高澆注溫度和(he)(he)澆注速(su)度。焊(han)接性尚可(ke)，焊(han)補時應(ying)將鑄件預熱到200~300℃,焊(han)后(hou)應(ying)進行退火熱處理(li)。
3. 鐵(tie)素(su)體不銹鋼鑄造
典型鑄(zhu)造鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)ZG10Cr17具有良好的(de)耐(nai)酸(suan)性(xing)(xing)(xing)，其(qi)他類鑄(zhu)造鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是在(zai)ZG10Cr17鋼(gang)的(de)基礎上適當(dang)加(jia)(jia)入鉬(mu)、硅、鈮(ni)等(deng)可提(ti)高(gao)鑄(zhu)鋼(gang)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)元素(su)，加(jia)(jia)入鈦可細化晶粒，加(jia)(jia)人(ren)稀土(tu)可改善鑄(zhu)造性(xing)(xing)(xing)能(neng)。鐵素(su)體(ti)鑄(zhu)造不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鑄(zhu)鋼(gang)在(zai)氧化性(xing)(xing)(xing)酸(suan)類，特(te)別是硝酸(suan)溶液中有良好的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)；隨著鋼(gang)中鋁、鉬(mu)、硅、鈮(ni)等(deng)含量(liang)的(de)提(ti)高(gao)，耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)增加(jia)(jia)。但是鑄(zhu)造鐵素(su)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)較差，特(te)別是韌性(xing)(xing)(xing)低(di)，只適用(yong)于載(zai)荷(he)較低(di)、無沖擊載(zai)荷(he)的(de)場合，影響了其(qi)應(ying)用(yong)。雖(sui)然在(zai)一些硝酸(suan)生產(chan)廠家仍在(zai)應(ying)用(yong)，但未納(na)人(ren)新的(de)國家標準。
鑄造鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)大多在(zai)消除應力(li)退(tui)(tui)火后(hou)使用，退(tui)(tui)火后(hou)的(de)組(zu)織(zhi)為鐵(tie)素(su)體(ti)和(he)碳(tan)化物，一般在(zai)750~800℃退(tui)(tui)火，爐(lu)(lu)冷(leng)到(dao)550℃出(chu)爐(lu)(lu)空冷(leng)。當(dang)加(jia)熱(re)到(dao)850℃以上(shang)時(shi)，鋼(gang)有晶粒強(qiang)烈長大的(de)傾向(xiang)。在(zai)450~510℃長期加(jia)熱(re)會產生475℃脆性。為了細化晶粒，可在(zai)鋼(gang)中加(jia)入鈦、氮等元(yuan)素(su)。鋼(gang)的(de)流(liu)動性隨碳(tan)、鉻、錳、硅含量的(de)增(zeng)加(jia)而提高。焊接性尚可，焊補時(shi)鑄件應預熱(re)到(dao)300~400℃,焊后(hou)應進(jin)行退(tui)(tui)火熱(re)處理。
鐵(tie)素體不銹鋼的鑄(zhu)(zhu)造(zao)性能較差，鑄(zhu)(zhu)造(zao)收(shou)縮率一般為1.4%~1.6%,鑄(zhu)(zhu)造(zao)時晶粒(li)粗大(da)。鉻含量很高的鐵(tie)素體不銹鋼，如2GCr28鋼鑄(zhu)(zhu)造(zao)時，鑄(zhu)(zhu)件的熱裂傾向(xiang)性大(da)。
