不銹(xiu)鋼的零部(bu)件(jian)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造大多是采用(yong)電弧爐(lu)或感(gan)應爐(lu)冶煉，利(li)用(yong)砂(sha)型(xing)(xing)、陶瓷型(xing)(xing)或熔模(mo)等各種(zhong)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造方法，直(zhi)接鑄(zhu)(zhu)(zhu)造出接近于(yu)成品形狀的鑄(zhu)(zhu)(zhu)件(jian)。相同成分的材(cai)料直(zhi)接鑄(zhu)(zhu)(zhu)造成零部(bu)件(jian)可(ke)改善其某(mou)些性能，降低成本，簡化(hua)工藝，提高(gao)企業的經(jing)濟效(xiao)益。


  一(yi)般情況(kuang)下(xia)，鑄(zhu)造零(ling)(ling)部(bu)件與采用(yong)鍛、軋工(gong)藝生(sheng)產的(de)零(ling)(ling)件相比，具有更高的(de)抗冷、熱(re)疲勞裂(lie)紋的(de)性能。由(you)于鑄(zhu)造零(ling)(ling)件沒有明顯的(de)組織方向性，所以不存在鍛、軋狀態的(de)各向異性問題，因(yin)此在熱(re)處理過(guo)程中(zhong)，變形(xing)比較(jiao)均(jun)勻(yun)，尺寸容易控制，加工(gong)余量較(jiao)小。


  不銹鋼鑄(zhu)(zhu)(zhu)造工藝常(chang)常(chang)用于鑄(zhu)(zhu)(zhu)造在腐蝕介質中工作的(de)泵殼、閥、葉(xie)輪等(deng)，形狀復雜的(de)零(ling)部件也廣泛采用鑄(zhu)(zhu)(zhu)造不銹鋼。


  用于耐腐蝕的鑄造不(bu)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(zhong)表現出的性能主要有充型能力和收縮性。


  鑄(zhu)鋼(gang)(gang)是在(zai)凝固過(guo)程中不經(jing)歷共晶轉變的(de)(de)(de)(de)用(yong)于生產鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)鐵基(ji)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)總稱，是鑄(zhu)造(zao)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)(de)一種(zhong)(zhong)。鑄(zhu)鋼(gang)(gang)分為鑄(zhu)造(zao)碳鋼(gang)(gang)、鑄(zhu)造(zao)低合(he)(he)金(jin)鋼(gang)(gang)和鑄(zhu)造(zao)特(te)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)三類。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是其第三類，即鑄(zhu)造(zao)特(te)種(zhong)(zhong)鋼(gang)(gang)。為適應特(te)殊(shu)需要而煉制的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)，品(pin)種(zhong)(zhong)繁多(duo)，通常含(han)有一種(zhong)(zhong)或(huo)(huo)多(duo)種(zhong)(zhong)高(gao)(gao)含(han)量的(de)(de)(de)(de)合(he)(he)金(jin)元素(su)，以(yi)(yi)滿足(zu)獲得某種(zhong)(zhong)特(te)殊(shu)性能的(de)(de)(de)(de)需要。例如，含(han)錳11%~14%的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)錳鋼(gang)(gang)，就具(ju)有耐沖擊和耐磨(mo)損的(de)(de)(de)(de)性能，多(duo)用(yong)于礦山(shan)機(ji)械、工(gong)程機(ji)械的(de)(de)(de)(de)耐磨(mo)零件(jian)。以(yi)(yi)鉻或(huo)(huo)鉻－鎳為主(zhu)要合(he)(he)金(jin)元素(su)的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)，用(yong)于有腐蝕或(huo)(huo)溫(wen)度(du)在(zai)650℃以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)環境中工(gong)作的(de)(de)(de)(de)零件(jian)，如化工(gong)用(yong)閥體、泵、容(rong)器(qi)或(huo)(huo)大容(rong)量電(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)(de)汽輪機(ji)殼體等。



1. 奧氏體(ti)不銹鋼(gang)鑄造


  鑄造奧(ao)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(su)體不銹鋼(gang)，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(bu)銹鋼的鑄造特性


  鉻－鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鑄鋼(gang)具(ju)有(you)很(hen)高的(de)(de)耐(nai)蝕性，與其(qi)他(ta)類不銹鑄鋼(gang)相比，其(qi)耐(nai)蝕性是最好(hao)(hao)的(de)(de)一類。該類鋼(gang)具(ju)有(you)優良的(de)(de)韌性和(he)塑(su)性，易(yi)于加工成各種形狀的(de)(de)零件(jian)，在熱處理加熱時不發生α=y相變，并具(ju)有(you)優良的(de)(de)焊接性。這類鋼(gang)的(de)(de)主要缺點是價(jia)格較貴。但由于它(ta)具(ju)有(you)最好(hao)(hao)的(de)(de)耐(nai)蝕性，仍(reng)然是鑄造不銹鋼(gang)中(zhong)使用最廣泛的(de)(de)一類鋼(gang)。國家(jia)標準中(zhong)的(de)(de)14種奧(ao)氏(shi)體不銹鑄鋼(gang)全部(bu)是鉻－鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鑄鋼(gang)。


  b. 鉻-錳-氮奧氏體不銹鑄鋼的特性


   鉻－錳－氮(dan)奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鑄鋼(gang)是(shi)無鎳和(he)(he)低鎳奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鑄鋼(gang)，雖然(ran)在(zai)新的國家(jia)標(biao)準中(zhong)沒有(you)，但傳統的奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鑄鋼(gang)有(you)ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和(he)(he)ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。


  該類(lei)鋼(gang)以強烈形(xing)成(cheng)奧氏體(ti)的元素錳和(he)氮取代高(gao)(gao)含量的鎳(nie)，并(bing)加入鉬、銅等，以提高(gao)(gao)鋼(gang)的耐蝕(shi)(shi)性。其耐蝕(shi)(shi)性略低于(yu)鉻－鎳(nie)奧氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼(gang)，但強度比鉻－鎳(nie)奧氏體(ti)不(bu)銹鑄(zhu)鋼(gang)高(gao)(gao)。


  鉻(ge)－錳－氮鑄造不銹鋼(gang)(gang)應進(jin)行1100℃水淬處理，使碳化物固溶以(yi)提高其耐蝕性(xing)金相組(zu)織為奧氏體(ti)(ti)和(he)少量鐵素體(ti)(ti)（5%~20%)的(de)(de)復相組(zu)織。鋼(gang)(gang)的(de)(de)流動性(xing)好(hao)，鑄造時(shi)氣(qi)孔敏感性(xing)較大，造型宜用(yong)干型，并用(yong)鉻(ge)礦(kuang)砂(sha)、鋯砂(sha)等涂(tu)料(liao)。鋼(gang)(gang)的(de)(de)鑄造體(ti)(ti)收縮(suo)較大，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在(zai)1475℃澆注體(ti)(ti)積總收縮(suo)為5.7%,鑄造收縮(suo)率(lv)取(qu)2.2%~2.3%.這類鑄鋼(gang)(gang)的(de)(de)焊接(jie)性(xing)良好(hao)，可(ke)在(zai)室(shi)溫下(xia)焊接(jie)。



2. 馬(ma)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)鑄造


  ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和ZGCr16Ni5Mo等(deng)馬氏(shi)體(ti)鑄造(zao)不(bu)銹鑄鋼(gang)耐大氣腐蝕(shi)(shi)性較(jiao)(jiao)好，經熱處理(li)和拋光后最穩定(ding)。ZG20Cr13鋼(gang)的(de)耐蝕(shi)(shi)性和強度、硬度較(jiao)(jiao)ZG15Cr12鋼(gang)稍高。這(zhe)兩種鑄鋼(gang)及其他鑄造(zao)馬氏(shi)體(ti)鋼(gang)，用于(yu)承受沖擊載荷(he)和要求(qiu)韌性，并在(zai)腐蝕(shi)(shi)性不(bu)強及常溫下的(de)有機酸水(shui)(shui)溶液(ye)，或(huo)者要求(qiu)防(fang)污染的(de)介質(zhi)中(zhong)(zhong)工(gong)作的(de)零件(jian)。例如在(zai)維尼(ni)綸工(gong)業(ye)(ye)中(zhong)(zhong)，可(ke)用于(yu)聚(ju)乙烯(xi)醇、醋酸乙烯(xi)、醋酸甲(jia)酯、醋酸鈉溶液(ye)等(deng)介質(zhi)；在(zai)尿(niao)素(su)工(gong)業(ye)(ye)中(zhong)(zhong)，可(ke)用于(yu)含硫化氫、尿(niao)素(su)母液(ye)等(deng)介質(zhi)，也可(ke)用于(yu)制造(zao)水(shui)(shui)輪機轉(zhuan)輪（葉片）和水(shui)(shui)壓機閥等(deng)。


  鑄(zhu)造(zao)馬氏體(ti)不銹(xiu)鋼經調質處(chu)(chu)理(li)(li)（1050℃水冷或(huo)油(you)淬(cui)，750℃回火(huo)）后得到鐵素體(ti)和(he)索氏體(ti)組織(zhi)。在調質狀態下(xia)鑄(zhu)件有較(jiao)好的耐蝕性和(he)綜合力(li)學(xue)性能。某(mou)些較(jiao)大的復雜鑄(zhu)件不宜調質處(chu)(chu)理(li)(li)時(shi)(shi)，也(ye)可進行(xing)退火(huo)處(chu)(chu)理(li)(li)，退火(huo)后的組織(zhi)為鐵素體(ti)和(he)珠(zhu)光(guang)體(ti)。ZG20Cr13鋼的熔點(dian)為1480~1510℃,鑄(zhu)造(zao)時(shi)(shi)流動(dong)性較(jiao)差，應(ying)提高(gao)澆(jiao)注溫度和(he)澆(jiao)注速度。焊接性尚可，焊補(bu)時(shi)(shi)應(ying)將鑄(zhu)件預熱到200~300℃,焊后應(ying)進行(xing)退火(huo)熱處(chu)(chu)理(li)(li)。



3. 鐵素體不銹鋼鑄造(zao)


典型鑄(zhu)(zhu)造(zao)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)ZG10Cr17具有良好的(de)(de)耐(nai)酸性(xing)(xing)，其他類(lei)鑄(zhu)(zhu)造(zao)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)在ZG10Cr17鋼(gang)(gang)的(de)(de)基礎(chu)上適當加入鉬(mu)、硅、鈮等可提(ti)高鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)耐(nai)蝕性(xing)(xing)的(de)(de)元素，加入鈦可細化晶粒(li)，加人稀土(tu)可改善鑄(zhu)(zhu)造(zao)性(xing)(xing)能。鐵(tie)素體鑄(zhu)(zhu)造(zao)不(bu)銹(xiu)鑄(zhu)(zhu)鋼(gang)(gang)在氧化性(xing)(xing)酸類(lei)，特(te)別(bie)是(shi)(shi)硝(xiao)酸溶液中有良好的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)；隨著鋼(gang)(gang)中鋁、鉬(mu)、硅、鈮等含(han)量的(de)(de)提(ti)高，耐(nai)蝕性(xing)(xing)增加。但是(shi)(shi)鑄(zhu)(zhu)造(zao)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學性(xing)(xing)能較差(cha)，特(te)別(bie)是(shi)(shi)韌(ren)性(xing)(xing)低，只適用于載荷(he)較低、無沖擊載荷(he)的(de)(de)場合(he)，影響了其應用。雖然在一些(xie)硝(xiao)酸生產(chan)廠(chang)家仍在應用，但未(wei)納人新的(de)(de)國(guo)家標準。


鑄(zhu)造鐵素(su)體不銹(xiu)鋼大多在(zai)消除應(ying)力退(tui)火后使(shi)用(yong)，退(tui)火后的組織(zhi)為鐵素(su)體和(he)碳化(hua)物，一般(ban)在(zai)750~800℃退(tui)火，爐冷(leng)到(dao)(dao)550℃出爐空(kong)冷(leng)。當加(jia)熱到(dao)(dao)850℃以上時(shi)，鋼有晶(jing)粒(li)強(qiang)烈(lie)長大的傾(qing)向。在(zai)450~510℃長期(qi)加(jia)熱會產生475℃脆(cui)性。為了細化(hua)晶(jing)粒(li)，可在(zai)鋼中加(jia)入鈦(tai)、氮等元素(su)。鋼的流動(dong)性隨碳、鉻、錳、硅含量的增加(jia)而提高(gao)。焊(han)接性尚(shang)可，焊(han)補(bu)時(shi)鑄(zhu)件應(ying)預熱到(dao)(dao)300~400℃,焊(han)后應(ying)進行退(tui)火熱處理(li)。


鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)的(de)鑄(zhu)造性(xing)能較差，鑄(zhu)造收(shou)縮率一般(ban)為(wei)1.4%~1.6%,鑄(zhu)造時晶粒粗大。鉻含量很(hen)高的(de)鐵素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)，如2GCr28鋼(gang)(gang)鑄(zhu)造時，鑄(zhu)件的(de)熱裂傾向性(xing)大。