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表2.1-16抗磨白口鑄鐵力學性能及應用舉例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌號中的"DT"和" GT",，分別為“低碳"和“高碳"的拼音字母的字母，表示含碳全的高低,。

2.鑄鐵的熱處理規(guī)范和金相組織,，參見GB/T8263-1999。

3.鑄件在清理鑄件或處理鑄件缺陷過程中,，不能采用火焰切割,、電弧切割、電焊切割和補焊,。

對于強度,、塑性和韌性要求更高的機器零件，需要采用鑄鋼件,。鑄鋼件的產量僅次于鑄鐵,，約占鑄件總產量的15%。

一,、化學成分分類

按照化學成分鑄鋼可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類,。其中以碳素鑄鋼應用，占鑄鋼總產量的80%以上,。

1,、碳素鑄鋼

一般的，低碳鋼ZG15的熔點較高,、鑄造性能差,，僅用于制造電機零件或滲碳零件;中碳鋼ZG25～ZG45，具有高于各類鑄鐵的綜合性能,，即強度高,、有優(yōu)良的塑性和韌性，因此適于制造形狀復雜,、強度和韌性要求高的零件,，如火車車輪,、鍛錘機架和砧座、軋輥和高壓閥門等,，是碳素鑄鋼中應用最多的一類;高碳鋼ZG55的熔點低,，其鑄造性能較中碳鋼的好，但其塑性和韌性較差,，僅用于制造少數(shù)的耐磨件,。

2、合金鑄鋼

根據(jù)合金元素總量的多少,，合金鑄鋼可分為兩低合金鋼和高合金鋼大類,。

①低合金鑄鋼，我國主要應用錳系,、錳硅系及鉻系等,。如ZG40Mn、ZG30MnSi1,、ZG30Cr1MnSi1等,。用來制造齒輪、水壓機工作缸和水輪機轉子等零件,，而ZG40Cr1常用來制造高強度齒輪和高強度軸等重要受力零件,。

②高合金鑄鋼，具有耐磨,、耐熱或耐腐蝕等特殊性能,。如高錳鋼ZGMn13，是一種抗磨鋼,，主要用于制造在干磨擦工作條件下使用的零件,，如挖掘機的抓斗前壁和抓斗齒、拖拉機和坦克的履帶等;鉻鎳不銹鋼ZG1Cr18Ni9和鉻不銹鋼ZG1Cr13和ZGCr28等,，對硝酸的耐腐蝕性很高,，主要用于制造化工、石油,、化纖和食品等設備上的零件,。

二、鑄鋼的鑄造工藝特點

鑄鋼的機械性能比鑄鐵高,，但其鑄造性能卻比鑄鐵差,。因為鑄鋼的熔點較高,，鋼液易氧化,、鋼水的流動性差、收縮大,，其體收縮率為10～14%,，線收縮為1.8～2.5%,。為防止鑄鋼件產生澆不足、冷隔,、縮孔和縮松,、裂紋及粘砂等缺陷，必須采取比鑄鐵復雜的工藝措施：

1,、由于鋼液的流動性差,，為防止鑄鋼件產生冷隔和澆不足，鑄鋼件的壁厚不能小于8mm;澆注系統(tǒng)的結構力求簡單,、且截面尺寸比鑄鐵的大;采用干鑄型或熱鑄型;適當提高澆注溫度,，一般為1520°～1600℃，因為澆注溫度高,，鋼水的過熱度大,、保持液態(tài)的時間長，流動性可得到改善,。但是澆溫過高,，會引起晶粒粗大、熱裂,、氣孔和粘砂等缺陷,。因此一般小型、薄壁及形狀復雜的鑄件,，其澆注溫度約為鋼的熔點溫度+150℃;大型,、厚壁鑄件的澆注溫度比其熔點高出100℃左右。

2,、由于鑄鋼的收縮大大超過鑄鐵,，為防止鑄件出現(xiàn)縮孔、縮松缺陷,，在鑄造工藝上大都采用冒口和,、冷鐵和補貼等措施，以實現(xiàn)順序凝固,。

此外,，為防止鑄鋼件產生縮孔、縮松,、氣孔和裂紋缺陷,，應使其壁厚均勻、避免尖角和直角結構,、在鑄型用型砂中加鋸末,、在型芯中加焦炭、以及采用空心型芯和油砂芯等來改善砂型或型芯的退讓性和透氣性。

鑄鋼的熔點高,，相應的其澆注溫度也高,。高溫下鋼水與鑄型材料相互作用，極易產生粘砂缺陷,。因此,，應采用耐火度較高的人造石英砂做鑄型，并在鑄型表面刷由石英粉或鋯砂粉制得的涂料,。為減少氣體來源,、提高鋼水流動性及鑄型強度，大多鑄鋼件用干型或快干型來鑄造,，如采用CO2硬化的水玻璃砂型,。

三、鑄鋼件的熱處理

鑄鋼件均應在熱處理后使用,。因為鑄態(tài)下的鑄鋼件內部存在氣孔,、裂紋、縮孔和縮松,、晶粒粗大,、組織不均及殘余內應力等鑄造缺陷，使鑄鋼件的強度,、尤其是塑性和韌性大大降低,。

為細化晶粒、均勻組織及內應力,，鑄鋼件必須進行正火或退火處理,。正火處理后的鋼，其機械性能較退火后的高,，成本也較低,，所以應用較多。但由于正火處理會引起較退火大的內應力,，只適用于含碳量小于0.35%的鑄鋼件,。因為低碳鑄鋼件的塑性好，冷卻時不易開裂,。為減小內應力,，鑄鋼件在正火后，還應進行高溫回火,。對于含碳量≥0.35%的,、結構復雜及易產生裂紋的鑄鋼件，只能進行退火處理,。鑄鋼件不宜淬火,，否則極易開裂。

四、鑄鋼的熔煉

鑄鋼的熔煉一般采用平爐,，電弧爐和感應爐等,。平爐的特點是容量大,、可利用廢鋼作原料,、能準確控制鋼的成分并能熔煉優(yōu)質鋼及低合金鋼，多用于熔煉質量要求高的,、大型鑄鋼件用的鋼液,。

三相電弧爐的開爐和停爐操作方便，能鋼液的成分和質量,、對爐料的要求不甚嚴格,、容易升溫，故能煉優(yōu)質鋼,、高級合金鋼和特殊鋼等,，是生產成型鑄鋼件的常用設備。

此外,，采用工頻或中頻感應爐,，能熔煉各種高級合金鋼和碳含量極低的鋼。感應爐的熔煉速度快,、合金元素燒損小,、能源消耗少、且鋼液質量高,，即雜質含量少,、夾雜少，適于小型鑄鋼車間采用,。