鑄造不鏽鋼零件采用電弧(hu)爐或感(gan)應爐冶煉,利用砂型、陶瓷型或熔模(mo)等各種鑄造方法直接鑄造出接近(jin)於成品形狀(zhuang)的鑄件。相同(tong)成分的材料直接鑄造成零件可改善某些性能,降低成本,簡化工藝,提(ti)高企業的經(jing)濟(ji)效益。
鑄造的零件一般比采用鍛(duan)軋(zha)工藝生產的零件具有更高的抗(kang)冷熱疲勞裂(lie)紋(wen)的性能。由(you)於鑄造零件沒有明顯的組織方向性,不存在鍛(duan)軋(zha)態鋼的各向異性問(wen)題,因此在熱處理過(guo)程中,變形比較均勻,尺寸容易(yi)控(kong)製,加工餘量較小(xiao)。
許多在腐蝕介質中工作的泵(beng)殼(ke)、閥、葉輪(lun)等形狀(zhuang)複雜(za)的零件廣泛(fan)采用鑄造不鏽鋼。耐腐蝕不鏽鑄鋼的化學成分和普(pu)通不鏽鋼化學成分稍異,鑄造不鏽鋼的鉻含量(質量分數)在12%以上,在金屬表麵形成鈍(dun)化膜(mo),提(ti)高鋼的耐蝕性。碳含量對鋼的強度和耐蝕性影響很大,鑄造不鏽鋼的碳含量一般低於0.20%,有的低至0.03%。
鑄造不鏽鋼也和一般不鏽鋼一樣,分為鑄造馬氏體不鏽鋼、鑄造鐵素體不鏽鋼和鑄造奧氏體不鏽鋼，浙江至德鋼業有限公司為您分別(bie)介紹。
一、鑄造馬氏體不鏽鋼的特性
ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr2Ni4 (QT2)和ZGCr16Ni5Mo等馬氏體不鏽鑄鋼耐大氣腐蝕性較好,經(jing)熱處理和拋光後最穩(wen)定。
ZG20Cr13 鋼的耐蝕性和強度、硬度較 ZG15Cr12 鋼稍高。這兩種鑄鋼及其他鑄造馬氏體鋼,用於承(cheng)受衝(chong)擊載(zai)荷(he)和要求(qiu)韌性,並在腐蝕性不強及常(chang)溫(wen)下的有機酸水溶(rong)液,或者要求(qiu)防汙(wu)染的介質中工作的零件。例(li)如在維尼(ni)綸工業中,可用於聚乙烯醇、醋酸乙烯、醋酸甲酯、醋酸鈉(na)溶(rong)液等介質;在尿(niao)素工業中,可用於含硫化氫、尿(niao)素母液等介質,也可用於製造水輪(lun)機轉輪(lun)(葉片)和水壓機閥等。
鑄造馬氏體不鏽鋼經(jing)調(diao)質處理(1050℃水冷或油淬,750℃回火)後得到鐵素體和索氏體組織。在調(diao)質狀(zhuang)態下鑄鋼有較好的耐蝕性和綜合力學性能。某些較大的複雜(za)鑄件不宜調(diao)質處理時,也可進(jin)行退火處理,退火後的組織為鐵素體和珠光體。2G20Cr13 鋼的熔點為1480~1510℃,鑄造時流動性較差(cha),應提(ti)高澆注(zhu)溫(wen)度和澆注(zhu)速(su)度。焊接性尚可,焊補時應將(jiang)鑄件預熱到200~300℃,焊後應進(jin)行退火熱處理。
二、鑄造鐵素體不鏽鋼的特性
典(dian)型鑄造鐵素體不鏽鋼 ZG10Cr17 具有良(liang)好的耐酸性,其他類鑄造鐵素體不鏽鋼是在 ZG10Cr17 鋼的基礎(chu)上適當加入鉬(mu)、矽、铌等可提(ti)高鑄鋼的耐蝕性的元素,加入鈦可細(xi)化晶粒,加入稀(xi)土可改善鑄造性能。鐵素體鑄造不鏽鑄鋼在氧化性酸類,特別(bie)是硝酸溶(rong)液中有良(liang)好的耐蝕性;隨著鋼中鋁、鋁、矽、铌等含量的提(ti)高,耐蝕性增加。但(dan)是鑄造鐵素體不鏽鋼的力學性能較差(cha),特別(bie)是韌性低,隻(zhi)適用於載(zai)荷(he)較低、無衝(chong)擊載(zai)荷(he)的場合,影響了其應用。雖然在一些硝酸生產廠(chang)家仍在應用,但(dan)未納入新的國(guo)家標準。
鑄造鐵素體不鏽鋼大多在消除(chu)應力退火後使(shi)用,退火後的組織為鐵素體和碳化物(wu),一般在 750~800℃退火,爐冷到550℃出爐空冷。當加熱到850℃以上時,鋼有晶粒強烈長大傾向。在450~510℃長期加熱會產生475℃脆性。為了細(xi)化晶粒,可在鋼中加入鈦、氮等元素。鋼的流動性隨碳、鉻、錳、矽含量的增加而提(ti)高。焊接性尚可,焊補時鑄件應預熱到300~400℃,焊後應進(jin)行退火熱處理。
三、鑄造奧氏體不鏽鋼的特性
鑄造奧氏體不鏽鋼,由(you)於其耐蝕性優於鑄造馬氏體不鏽鋼和鑄造鐵素體不鏽鋼,因而得到廣泛(fan)應用。GB/T 2100-2002 國(guo)家標準中的20種耐蝕鑄鋼中就有 14種,其產量及用量約占(zhan)不鏽鋼鑄鋼的80%以上。經(jing)典(dian)的第(di)一代(dai)奧氏體不鏽鑄鋼稱(chen)18-8 鋼,含鉻約 18%(質量分數)左右,含鎳 8%~10%(質量分數),如ZG03Cr18Ni10、ZG03Cr18Ni10N、ZG09Cr19Ni9、ZG08Cr19Ni10N 等,是最典(dian)型最基本的代(dai)表性鋼種,其他奧氏體不鏽鑄鋼均是在188鋼的基礎(chu)上發展起來(lai)的。奧氏體不鏽鑄鋼也和奧氏體不鏽鋼一樣,分為鉻鎳奧氏體不鏽鑄鋼和無鎳、低鎳奧氏體不鏽鑄鋼。
1. 鉻鎳奧氏體不鏽鑄鋼的特性
鉻鎳奧氏體不鏽鑄鋼具有很高的耐蝕性,與其他類不鏽鑄鋼相比,其耐蝕性是最好的一類。該類鋼具有優良(liang)的韌性和塑性,易(yi)於加工成各種形狀(zhuang)的零件,在熱處理加熱時不發生 a→y 相變,並具有優良(liang)的焊接性。這類鋼的主(zhu)要缺(que)點是價格較貴。但(dan)由(you)於它具有最好的耐蝕性,仍然是鑄造不鏽鋼中使(shi)用最廣泛(fan)的一類鋼。國(guo)家標準中的14種奧氏體不鏽鑄鋼全(quan)部是鉻鎳奧氏體不鏽鑄鋼。
2. 鉻錳氮奧氏體不鏽鋼的特性
鉻錳氮奧氏體不鏽鑄鋼是無鎳和低鎳奧氏體不鏽鑄鋼,雖然在新的國(guo)家標準中沒有,但(dan)傳統的奧氏體不鏽鑄鋼有 ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13Mo2N、ZG10Cr17Mn13Mo2CuN、 ZG10Cr17Mn13Mo2Cu2N 和 ZG10Cr17MnNi3Mo3Cu2N 等。
該類鋼以強烈形成奧氏體元素錳和氮取代(dai)高含量的鎳,並加入銀、銅等,以提(ti)高鋼的耐蝕性。其耐蝕性略(lue)低於鉻鎳奧氏體不鏽鑄鋼,但(dan)強度比鉻鎳奧氏體不鏽鑄鋼高。
鉻錳氮鑄造不鏽鋼應進(jin)行1100℃水淬處理,使(shi)碳化物(wu)固溶(rong)以提(ti)高其耐蝕性。
金相組織為奧氏體和少量鐵素體(5%~20%)的複相組織。鋼的流動性好,鑄造時氣孔(kong)敏感(gan)性較大,造型宜用幹型,並用鉻礦砂、鋯砂等塗料。鋼的鑄造體收縮較大,如 ZG10Cr17Mn13Mo2Cu2N在1475℃澆注(zhu)體積總收縮為5.7%。鑄造收縮率(lv)取2.2%~2.3%。這類鑄鋼的焊接性良(liang)好,可在室(shi)溫(wen)下焊接。
