鑄鋼件製造技術
對強度、塑性和韌性要求較高的機械零件，則需要鑄鋼件。 鑄鋼件產量僅次於鑄鐵，約佔鑄件總產量的15%。
鑄鋼按化學成分可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類。 其中，碳素鑄鋼應用最為廣泛，佔鑄鋼總產量的80%以上。
1.碳鑄鋼
一般低碳鋼ZG15熔點較高，鑄造性能較差，僅用於製造電機零件或滲碳零件； 中碳鋼ZG25～ZG45綜合性能高於各種鑄鐵，即強度高，性能優良。 由於其可塑性和韌性好，適用於製造形狀複雜、強度和韌性要求高的零件，如火車輪、鍛錘架和砧座、軋輥和高壓閥門等。 它是應用最廣泛的碳鑄鋼類型； 高碳鋼ZG55熔點低，鑄造性能優於中碳鋼，但塑性和韌性較差，僅用於製造少數耐磨零件。
2.合金鑄鋼
根據合金元素總量，合金鑄鋼可分為低合金鋼和高合金鋼兩大類。
- 低合金鑄鋼，我國主要採用錳系、錳矽系和鉻系。 如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等，用於製造齒輪、液壓機工作油缸、水輪機轉子等零件，ZG40Cr1常用於製造高強度齒輪、高強度軸等重要受力零件.
- 高合金鑄鋼，具有耐磨、耐熱、耐腐蝕等特殊性能。 例如，高錳鋼ZGMn13是一種抗磨鋼，主要用於製造在幹摩擦工況下使用的零件，如挖掘機的前壁和抓斗齒，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，對硝酸具有較高的耐腐蝕性，主要用於製造化工、石油、化纖和食品設備零件。
鑄鋼的鑄造工藝特點
鑄鋼的機械性能高於鑄鐵，但其鑄造性能比鑄鐵差。 由於鑄鋼熔點高，鋼水易氧化，鋼水流動性差，收縮大。 其本體收縮率為10-14%，線收縮率為1.8-2.5%。 為了防止鑄鋼件出現澆注不足、冷分離、縮鬆縮孔、裂紋和粘砂等缺陷，必須採用比鑄鐵更複雜的工藝措施：
- 1、由於鋼水流動性差，為防止鑄鋼件出現冷障和澆注不足，鑄鋼件壁厚不應小於8mm； 澆注系統結構應簡單，截面尺寸應大於鑄鐵； 使用乾式澆鑄或熱模； 適當提高澆注溫度，一般為1520℃～1600℃，由於澆注溫度高，鋼水過熱度高，長期保持液態，可提高流動性。 但澆注溫度過高，會造成晶粒粗大、熱裂紋、氣孔、粘砂等缺陷。 因此，小型、薄壁和形狀複雜的鑄件的鑄造溫度約為鋼的熔點溫度+150℃； 大型厚壁鑄件的鑄造溫度比其熔點高約 100°C。
- 2、由於鑄鋼的收縮率大大超過鑄鐵，為防止鑄件產生縮孔和縮孔缺陷，鑄造工藝大多采用冒口、冷鐵、補補等措施，實現順序凝固。 ，為防止鑄鋼件產生縮孔、縮孔、氣孔和裂紋，壁厚要均勻，避免尖角和直角結構，在鑄砂中加入鋸末，加入焦炭芯，空芯和油砂芯用於提高砂型或芯的後退性和透氣性。 鑄鋼的熔點高，其鑄造溫度也相應高。 鋼水在高溫下與模具材料相互作用，容易產生粘砂缺陷。 因此，應選用耐火度較高的人造石英砂作模具，並在模具表面刷上石英粉或鋯砂粉製成的塗層。 為減少氣源，提高鋼水流動性和鑄型強度，大部分鑄鋼件採用乾式或快乾式鑄型，如CO2硬化矽酸鈉砂型。
- 3、鑄鋼件的熱處理：所有鑄鋼件應在熱處理後使用。 由於鑄態鑄鋼件存在氣孔、裂紋、縮孔和縮孔、晶粒粗大、組織不均勻和殘餘內應力等鑄造缺陷，鑄鋼件的強度，特別是塑性和韌性下降。為了細化晶粒、均勻組織和消除內應力，鑄鋼件必須進行正火或退火。 正火鋼比退火鋼具有更高的機械性能和更低的成本，因此應用更多。 但由於正火處理會產生比退火更大的內應力，因此只適用於含碳量小於0.35%的鑄鋼件。 由於低碳鋼鑄件塑性好，冷卻時不易開裂。 為降低內應力，鑄鋼件在正火後應進行高溫回火。 對於含碳量≥0.35%、組織複雜、易開裂的鑄鋼件，只能進行退火處理。 鑄鋼件不宜淬火，否則容易開裂。
- 4、鑄鋼的熔煉：鑄鋼的熔煉一般採用平爐、電弧爐和感應爐。 平爐的特點是容量大，以廢鋼為原料，能夠準確控製鋼的成分，能夠冶煉優質鋼和低合金鋼。 多用於熔煉質量要求高的大型鑄鋼件的鋼水。
三相電弧爐易啟停爐，能保證鋼水的成分和質量，對爐料的要求不是很嚴格，而且容易升溫，因此可以製造高-優質鋼、高檔合金鋼、特種鋼等，是鑄鋼件生產成型的常用設備。
此外，工頻或中頻感應爐可用於冶煉各種高檔合金鋼和含碳量極低的鋼。 感應爐冶煉速度快，合金元素燒損低，能耗低，鋼水質量好，即雜質含量低，夾雜物少。 適用於小型鑄鋼車間。
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