鑄鋼件

用以澆注鑄件的鋼。鑄造合金的一種。鑄鋼分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼3類。

以碳為主要合金元素并含有少量其他元素的鑄鋼。含碳小于0.2%的為鑄造低碳鋼，含碳0.2%~0.5%的為鑄造中碳鋼，含碳大于0.5%的為鑄造高碳鋼。隨著含碳量的增加，鑄造碳鋼的強(qiáng)度增大，硬度提高。鑄造碳鋼具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性，成本較低，在重型機(jī)械中用于制造承受大負(fù)荷的零件，如軋鋼機(jī)機(jī)架、水壓機(jī)底座等;在鐵路車輛上用于制造受力大又承受沖擊的零件如搖枕、側(cè)架、車輪和車鉤等。

含有錳 、鉻、銅等合金元素的鑄鋼。合金元素總量一般小于5%，具有較大的沖擊韌性，并能通過熱處理獲得更好的機(jī)械性能。鑄造低合金鋼比碳鋼具有較優(yōu)的使用性能，能減小零件質(zhì)量，提高使用壽命。

為適應(yīng)特殊需要而煉制的合金鑄鋼，品種繁多，通常含有一種或多種的高量合金元素，以獲得某種特殊性能。例如 ，含錳11%~14%的高錳鋼能耐沖擊磨損，多用于礦山機(jī)械、工程機(jī)械的耐磨零件;以鉻或鉻鎳為主要合金元素的各種不銹鋼，用于在有腐蝕或650℃以上高溫條件下工作的零件，如化工用閥體、泵、容器或大容量電站的汽輪機(jī)殼體等。鑄鋼件1 鑄件表面及近表面缺陷的檢測

1 液體滲透檢測 液體滲透檢測用來檢查鑄件表面上的各種開口缺陷，如表面裂紋、表面針孔等肉眼難以發(fā)現(xiàn)的缺陷。常用的滲透檢測是著色檢測，它是將具有高滲透能力的有色(一般為紅色)液體(滲透劑)浸濕或噴灑在鑄件表面上，滲透劑滲入到開口缺陷里面，快速擦去表面滲透液層，再將易干的顯示劑(也叫顯像劑)噴灑到鑄件表面上，待將殘留在開口缺陷中的滲透劑吸出來后，顯示劑就被染色，從而可以反映出缺陷的形狀、大小和分布情況。需要指出的是，滲透檢測的精確度隨被檢材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光檢測效果越好，磨床磨光的表面檢測精確度最高，甚至可以檢測出晶間裂紋。除著色檢測外，熒光滲透檢測也是常用的液體滲透檢測方法，它需要配置紫外光燈進(jìn)行照射觀察，檢測靈敏度比著色檢測高。2 渦流檢測 渦流檢測適用于檢查表面以下一般不大于6~7MM深的缺陷。渦流檢測分放置式線圈法和穿過式線圈法2種。:當(dāng)試件被放在通有交變電流的線圈附近時，進(jìn)入試件的交變磁場可在試件中感生出方向與激勵磁場相垂直的、呈渦流狀流動的電流(渦流)，渦流會產(chǎn)生一與激勵磁場方向相反的磁場，使線圈中的原磁場有部分減少，從而引起線圈阻抗的變化。如果鑄件表面存在缺陷，則渦流的電特征會發(fā)生畸變，從而檢測出缺陷的存在，渦流檢測的主要缺點是不能直觀顯示探測出的缺陷大小和形狀，一般只能確定出缺陷所在表面位置和深度，另外它對工件表面上小的開口缺陷的檢出靈敏度不如滲透檢測。3 磁粉檢測 磁粉檢測適合于檢測表面缺陷及表面以下數(shù)毫米深的缺陷，它需要直流(或交流)磁化設(shè)備和磁粉(或磁懸浮液)才能進(jìn)行檢測操作。磁化設(shè)備用來在鑄件內(nèi)外表面產(chǎn)生磁場，磁粉或磁懸浮液用來顯示缺陷。當(dāng)在鑄件一定范圍內(nèi)產(chǎn)生磁場時，磁化區(qū)域內(nèi)的缺陷就會產(chǎn)生漏磁場，當(dāng)撒上磁粉或懸浮液時，磁粉被吸住，這樣就可以顯示出缺陷來。這樣顯示出的缺陷基本上都是橫切磁力線的缺陷，對于平行于磁力線的長條型缺陷則顯示不出來，為此，操作時需要不斷改變磁化方向，以保證能夠檢查出未知方向的各個缺陷。

2 鑄件內(nèi)部缺陷的檢測 對于內(nèi)部缺陷，常用的無損檢測方法是射線檢測和超聲檢測。其中射線檢測效果最好，它能夠得到反映內(nèi)部缺陷種類、形狀、大小和分布情況的直觀圖像，但對于大厚度的大型鑄件，超聲檢測是很有效的，可以比較精確地測出內(nèi)部缺陷的位置、當(dāng)量大小和分布情況。

1 射線檢測(微焦點XRAY) 射線檢測，一般用X射線或γ射線作為射線源，因此需要產(chǎn)生射線的設(shè)備和其他附屬設(shè)施，當(dāng)工件置于射線場照射時，射線的輻射強(qiáng)度就會受到鑄件內(nèi)部缺陷的影響。穿過鑄件射出的輻射強(qiáng)度隨著缺陷大小、性質(zhì)的不同而有局部的變化，形成缺陷的射線圖像，通過射線膠片予以顯像記錄，或者通過熒光屏予以實時檢測觀察，或者通過輻射計數(shù)儀檢測。其中通過射線膠片顯像記錄的方法是最常用的方法，也就是通常所說的射線照相檢測，射線照相所反映出來的缺陷圖像是直觀的，缺陷形狀、大小、數(shù)量、平面位置和分布范圍都能呈現(xiàn)出來，只是缺陷深度一般不能反映出來，需要采取特殊措施和計算才能確定。現(xiàn)在出現(xiàn)應(yīng)用射線計算機(jī)層析照相方法，由于設(shè)備比較昂貴，使用成本高，目前還無法普及，但這種新技術(shù)代表了高清晰度射線檢測技術(shù)未來發(fā)展的方向。此外，使用近似點源的微焦點X射線系統(tǒng)實際上也可消除較大焦點設(shè)備產(chǎn)生的模糊邊緣，使圖像輪廓清晰。使用數(shù)字圖像系統(tǒng)可提高圖像 的信噪比，進(jìn)一步提高圖像清晰度。

按照化學(xué)成分鑄鋼可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類。

一般的，低碳鋼ZG15的熔點較高、鑄造性能差，僅用于制造電機(jī)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(qiáng)度高、有優(yōu)良的塑性和韌性，因此適于制造形狀復(fù)雜、強(qiáng)度和韌性要求高的零件，如火車車輪、鍛錘機(jī)架和砧座、軋輥和高壓閥門等，是碳素鑄鋼中應(yīng)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。

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(yīng)用錳系、錳硅系及鉻系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用來制造齒輪、水壓機(jī)工作缸和水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等零件，而ZG40Cr1常用來制造高強(qiáng)度齒輪和高強(qiáng)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(jī)的抓斗前壁和抓斗齒、拖拉機(jī)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(shè)備上的零件。

鑄鋼的機(jī)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(chǎn)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(fù)雜的工藝措施:

1、由于鋼液的流動性差，為防止鑄鋼件產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(fù)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(bǔ)貼等措施，以實現(xiàn)順序凝固。

此外，為防止鑄鋼件產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷，應(yīng)使其壁厚均勻、避免尖角和直角結(jié)構(gòu)、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(yīng)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(chǎn)生粘砂缺陷。因此，應(yīng)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(qiáng)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。

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

為細(xì)化晶粒、均勻組織及消除內(nèi)應(yīng)力，鑄鋼件必須進(jìn)行正火或退火處理。正火處理后的鋼，其機(jī)械性能較退火后的高，成本也較低，所以應(yīng)用較多。但由于正火處理會引起較退火大的內(nèi)應(yīng)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(nèi)應(yīng)力，鑄鋼件在正火后，還應(yīng)進(jìn)行高溫回火。對于含碳量≥0.35%的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及易產(chǎn)生裂紋的鑄鋼件，只能進(jìn)行退火處理。鑄鋼件不宜淬火，否則極易開裂。

鑄鋼的熔煉一般采用平爐，電弧爐和感應(yīng)爐等。平爐的特點是容量大、可利用廢鋼作原料、能準(zhǔn)確控制鋼的成分并能熔煉優(yōu)質(zhì)鋼及低合金鋼，多用于熔煉質(zhì)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，能保證鋼液的成分和質(zhì)量、對爐料的要求不甚嚴(yán)格、容易升溫，故能煉優(yōu)質(zhì)鋼、高級合金鋼和特殊鋼等，是生產(chǎn)成型鑄鋼件的常用設(shè)備。

此外，采用工頻或中頻感應(yīng)爐，能熔煉各種高級合金鋼和碳含量極低的鋼。感應(yīng)爐的熔煉速度快、合金元素?zé)龘p小、能源消耗少、且鋼液質(zhì)量高，即雜質(zhì)含量少、夾雜少，適于小型鑄鋼車間采用。

按照化學(xué)成分鑄鋼可分為碳素鑄鋼和合金鑄鋼兩大類。

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(jī)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(qiáng)度高、有優(yōu)良的塑性和韌性，因此適于制造形狀復(fù)雜、強(qiáng)度和韌性要求高的零件，如火車車輪、鍛錘機(jī)架和砧座、軋輥和高壓閥門等，是碳素鑄鋼中應(yīng)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(yīng)用錳系、錳硅系及鉻系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用來制造齒輪、水壓機(jī)工作缸和水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等零件，而ZG40Cr1常用來制造高強(qiáng)度齒輪和高強(qiáng)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(jī)的抓斗前壁和抓斗齒、拖拉機(jī)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(shè)備上的零件。

2011年1-10月份中國鑄鋼件產(chǎn)量為9020786噸，其中10月份鑄鋼件產(chǎn)量為970123.5噸。

2012年我國鑄鋼件總產(chǎn)量較2011年有所增長，這對于國內(nèi)相關(guān)下游企業(yè)的需求有很大的幫助。據(jù)悉，2012年12月份，我國生產(chǎn)鑄鋼件量為99.99萬噸，同比增長了1.34 %;2012年1月份至12月份，全國鑄鋼件生產(chǎn)總產(chǎn)量達(dá)到1106.8萬噸，同比增長了11.56 %。

從各省市的鑄鋼件產(chǎn)量來看，2012年1月份至12月份，河南省鑄鋼件的總產(chǎn)量達(dá)到236.18萬噸，同比增長了4.64 %，占全國總產(chǎn)量的21.34 %。緊隨其后的是江蘇省、遼寧省以及安徽省，分別占總產(chǎn)量的10.82 %、8.04 %以及6.91 %。

2012年，江蘇鑄鋼件總產(chǎn)量為1198067.098噸，全年增長率為46.36%，其中十二月份鑄鋼件產(chǎn)量為78662.56噸，同比增長2.05%，總體產(chǎn)量呈增長趨勢;

2012年，河南省鑄鋼件總產(chǎn)量為2361794.41噸，全年增長率為4.64%，其中十二月份鑄鋼件產(chǎn)量同期有所下降，產(chǎn)量為214066.79噸，同比下降4.03%，其總體產(chǎn)量呈增長趨勢。

2012年，湖北省鑄鋼件總產(chǎn)量為221702.4噸，產(chǎn)量同比下降1.93%，其中12月份產(chǎn)量為24500.89噸，產(chǎn)量同比下降6.04%。

2012年1-12月份，廣西鑄鋼件產(chǎn)量為572113.51噸。

去年，北京市鑄鋼件年產(chǎn)總量為10923.36噸，增長0.72%，其中，十二月份產(chǎn)量為1181.67噸，同比增長7.19%。

2012年，天津市鑄鋼件總產(chǎn)量43251.07噸，其中12月份產(chǎn)量為3861.32噸，同比產(chǎn)量下降24.59%。

2012年我國多數(shù)省區(qū)鑄鋼件產(chǎn)量都呈現(xiàn)下降趨勢，以廣東地區(qū)為例，去年一到十二月份全省鑄鋼件總產(chǎn)量為207464.08噸，同比鑄鋼件產(chǎn)量下降10.88%，其中十二月份鑄鋼件產(chǎn)量為19347.08噸，同比產(chǎn)量下降5.54%。

2013年1月份至2月份廣西地區(qū)的鑄鋼件產(chǎn)量為34074.6噸，同比增長了0.02%，增長幅度不明顯。

2013年1月份至2月份吉林省鑄鋼件為29338噸，同比下降34.24%，下降幅度較大，鑄鋼企業(yè)接單不佳，訂單多以年前訂單為主，整體市場疲軟不堪。

2013年1-2月安徽省鑄鋼件為113911.77噸，同比下降1.99%。

2013年1-2月份四川地區(qū)鑄鋼件產(chǎn)量為102207.59噸，同比2012年下降了1.58%。

2013年1-2月我國鑄鋼件總產(chǎn)量為159.37萬噸，同比2012年下降了3.89%，從各省市的產(chǎn)量來看，2013年1-2月河南省鑄鋼件的產(chǎn)量為36.95萬噸，同比下降了12.43%，占全國總產(chǎn)量的23.19%。緊隨其后的是江蘇省、遼寧省和安徽省，分別占總產(chǎn)量的11.04%、9.60%和7.15%。

2013年1-2月寧夏鑄鋼件為6241.84噸，同比下降27.1%。

我國鑄鋼件總產(chǎn)量在2013年年初兩個月的總產(chǎn)量為159.37萬噸，同比2012年的下降了將近四個百分點，而從各省市鑄鋼件產(chǎn)量來看，年初寧夏鑄鋼件產(chǎn)量為6241.84噸，同比下降27.1%;河南省鑄鋼件的產(chǎn)量為36.95萬噸，同比下降了12.43%，占全國總產(chǎn)量的23.19%;四川地區(qū)鑄鋼件產(chǎn)量為102207.59噸，同比2012年下降了1.58%;而安徽省鑄鋼件為113911.77噸，同比下降1.99%。

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

一、按照化學(xué)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(yīng)用最廣，占鑄鋼總產(chǎn)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(jī)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(qiáng)度高、有優(yōu)良的塑性和韌性，因此適于制造形狀復(fù)雜、強(qiáng)度和韌性要求高的零件，如火車車輪、鍛錘機(jī)架和砧座、軋輥和高壓閥門等，是碳素鑄鋼中應(yīng)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(yīng)用錳系、錳硅系及鉻系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用來制造齒輪、水壓機(jī)工作缸和水輪機(jī)轉(zhuǎn)子等零件，而ZG40Cr1常用來制造高強(qiáng)度齒輪和高強(qiáng)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(jī)的抓斗前壁和抓斗齒、拖拉機(jī)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(shè)備上的零件。

二、鑄鋼的鑄造工藝特點

鑄鋼的機(jī)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(chǎn)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(fù)雜的工藝措施:

1、由于鋼液的流動性差，為防止鑄鋼件產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(fù)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(bǔ)貼等措施，以實現(xiàn)順序凝固。

此外，為防止鑄鋼件產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷，應(yīng)使其壁厚均勻、避免尖角和直角結(jié)構(gòu)、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(yīng)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(chǎn)生粘砂缺陷。因此，應(yīng)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(qiáng)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(yīng)在熱處理后使用。因為鑄態(tài)下的鑄鋼件內(nèi)部存在氣孔、裂紋、縮孔和縮松、晶粒粗大、組織不均及殘余內(nèi)應(yīng)力等鑄造缺陷，使鑄鋼件的強(qiáng)度、尤其是塑性和韌性大大降低。

為細(xì)化晶粒、均勻組織及消除內(nèi)應(yīng)力，鑄鋼件必須進(jìn)行正火或退火處理。正火處理后的鋼，其機(jī)械性能較退火后的高，成本也較低，所以應(yīng)用較多。但由于正火處理會引起較退火大的內(nèi)應(yīng)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(nèi)應(yīng)力，鑄鋼件在正火后，還應(yīng)進(jìn)行高溫回火。對于含碳量≥0.35%的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜及易產(chǎn)生裂紋的鑄鋼件，只能進(jìn)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(yīng)爐等。平爐的特點是容量大、可利用廢鋼作原料、能準(zhǔn)確控制鋼的成分并能熔煉優(yōu)質(zhì)鋼及低合金鋼，多用于熔煉質(zhì)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，能保證鋼液的成分和質(zhì)量、對爐料的要求不甚嚴(yán)格、容易升溫，故能煉優(yōu)質(zhì)鋼、高級合金鋼和特殊鋼等，是生產(chǎn)成型鑄鋼件的常用設(shè)備。

此外，采用工頻或中頻感應(yīng)爐，能熔煉各種高級合金鋼和碳含量極低的鋼。感應(yīng)爐的熔煉速度快、合金元素?zé)龘p小、能源消耗少、且鋼液質(zhì)量高，即雜質(zhì)含量少、夾雜少，適于小型鑄鋼車間采用。

鑄鋼件造型工藝的基本原則:質(zhì)量要求高的面或主要加工面應(yīng)放在下面;大平面應(yīng)放在下面;薄壁部分應(yīng)放在下面;厚大部分應(yīng)放在上面;應(yīng)盡量減少砂芯的數(shù)量;應(yīng)盡量采用平直的分型面。

鑄鋼件造型工藝的基本要求:木模:要求輪廓完整，無裂紋、無破損、無殘缺，表面光潔，尺寸符合鑄造工藝圖紙要求，并經(jīng)常進(jìn)行尺寸校驗。砂箱:砂箱的尺寸大小應(yīng)根據(jù)木模規(guī)格確定，大、中型砂箱應(yīng)焊接箱筋。

(1)冒口設(shè)置基本原則:根據(jù)鑄件的結(jié)構(gòu)和工藝要求正確選擇冒口的形狀、大小和安放位置;根據(jù)冒口的有效補(bǔ)縮范圍合理地確定冒口數(shù)量;

(2)冒口設(shè)置基本要求:對于壁厚不均勻的鑄件，每個熱節(jié)部位都必須設(shè)置冒口;應(yīng)盡量設(shè)置在鑄件被補(bǔ)縮部位的頂部或近旁;當(dāng)鑄件在不同高度上有熱節(jié)需要補(bǔ)縮時，可設(shè)置多個冒口，但各冒口的補(bǔ)縮區(qū)必須隔開;冒口最好不設(shè)置在鑄件重要的或受力較大的部位;應(yīng)盡量使內(nèi)澆道通過冒口;冒口應(yīng)盡量不設(shè)置在鑄件應(yīng)力集中處;冒口最好設(shè)置在鑄件需要機(jī)械加工的表面上。

冷軋機(jī)是冷軋帶鋼的主體軋制設(shè)備，其機(jī)架主要采用鑄鋼制造，但鑄鋼件在制造的過程中通常會發(fā)生各種鑄造缺陷，雖然要對缺陷進(jìn)行修復(fù)，然而修復(fù)起來還大有學(xué)問。

首先，修復(fù)方法，采用焊接修復(fù)其方式主要是手工電弧焊、氣體保護(hù)焊或者氬弧焊;其次，清除方法，清除方法主要針對內(nèi)部缺陷和表面缺陷，內(nèi)部缺陷采用銑床加工的方法，表面缺陷，對于點狀分散表面缺陷選擇手槍鉆或鏜銑床加工方法挖除，對于砂眼則采取先用洋沖對砂眼敲擊使之疏松，再用合金磨頭打磨除去，對于聚集成塊區(qū)域的，用鏜銑床加工去除。最后清除干凈進(jìn)行焊接。精加工后表面仍有微小缺陷的可采用氬弧焊直接對這些區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)焊，然后拋光。通過以上方式可以修復(fù)冷軋機(jī)架鑄鋼件的常見缺陷。

鑄鋼件清理注意事項及其要求:

鑄鋼件在未完全凝固前，不能搬動鑄件，也不準(zhǔn)在600℃以上噴水強(qiáng)冷。鑄件一般經(jīng)自然冷卻2-3小時后進(jìn)行清件。

(一)工作流程

清理鑄件表面、型腔廢砂→氣割鑄件澆口、冒口、毛刺→再次清理鑄件殘砂→焊補(bǔ)鑄件→打磨鑄件→質(zhì)量驗收

(二)操作方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

1、準(zhǔn)備工作

按照要求佩戴好勞保用品，并對工作環(huán)境進(jìn)行安全確認(rèn);準(zhǔn)備好所用機(jī)器設(shè)備和工具，并認(rèn)真檢查，確保機(jī)器設(shè)備、工具完好，能正常、安全運行和使用。

2、正常操作

(1)利用風(fēng)鎬或水清砂機(jī)進(jìn)行鑄件廢砂清理。

(2)鑄件廢砂清理完畢，按照《氣割安全技術(shù)操作規(guī)程》操作割槍，切割鑄件澆口、冒口、飛邊、毛刺。

(3)鑄件切割完畢，符合要求。按照《電焊工安全技術(shù)操作規(guī)程》操作電焊機(jī)，對鑄件殘缺部位進(jìn)行焊補(bǔ)，確保鑄件完整。

(4)焊補(bǔ)完畢，復(fù)合工藝要求。利用砂輪機(jī)對鑄件切割、焊補(bǔ)等部位進(jìn)行打磨處理，保證切割部位和焊補(bǔ)部位光潔、平整。

(5)打磨完畢，進(jìn)行驗收，準(zhǔn)備熱處理

澆注工藝是鑄鋼件整個生產(chǎn)流程中至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)，如果該環(huán)節(jié)沒有處理得當(dāng)鑄造出合格的鑄鋼件很困難，因此在鑄鋼件生產(chǎn)中，應(yīng)該嚴(yán)格按照要求來進(jìn)行澆注環(huán)節(jié)各項操作。

首先，在澆注前企業(yè)應(yīng)該做足準(zhǔn)備工作，以保證后續(xù)的澆注操作能夠順利進(jìn)行。澆注前準(zhǔn)備工作包括:a. 清理澆注場地，保證澆注流程安全順利完成。b. 檢查澆包的修理質(zhì)量、烘干預(yù)熱情況及運輸與傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的靈活性和可靠牲;c. 了解澆注合金的種類，估算待澆注鑄型的數(shù)量和所需金屬液的重量，防止?jié)沧⒅写嬖诮饘僖翰蛔?、鑄型數(shù)量不夠的現(xiàn)象。

為了獲得合格的鑄鋼件，嚴(yán)格控制澆注溫度、澆注速度，嚴(yán)格遵守澆注操作規(guī)程很關(guān)鍵。

(1)就澆注溫度而言，澆注溫度對鑄件質(zhì)量影響很大，應(yīng)該根據(jù)合金種類、鑄件結(jié)構(gòu)和鑄型特點確定合理的澆注溫度范圍。根據(jù)碳鋼的型號選擇合理的澆注溫度，一般澆注溫度在1540-1580℃(澆包內(nèi)鋼水溫度)之間。

(2)就澆注速度而言，在保證型腔內(nèi)的氣體排出順暢的條件下，對要求同時凝固的鑄件可采用較高澆注速度，對要求實現(xiàn)順序凝固的鑄件，盡可能采用較低的澆注速度。

(3)就澆注操作要求而言一般需要按照以下幾點來遵守:a.澆注大、中型鑄鋼件，鋼水要在鋼包內(nèi)靜置1-2min鎮(zhèn)靜后進(jìn)行澆注。b. 澆注后待鑄件凝固完畢，要及時卸除壓鐵和箱卡，以減少鑄件收縮阻力，避免鑄件產(chǎn)生裂紋缺陷。

消失模鑄造中，鑄鋼件增碳缺陷的防治可從以下幾個方面展開:

(1)選用低密度模料。采用EPS時模樣密度控制在0.016~0.025克每立方厘米，改用低碳模料EPS(C8H8)改為EPMMA(C5H8)，這樣減少模樣的含碳量。也可以采用空心結(jié)構(gòu)的模樣和空心結(jié)構(gòu)澆注系統(tǒng)。

(2) 適宜的澆注溫度和澆注速度，澆注系統(tǒng)的開設(shè)決定著鋼液流向和速度;澆注溫度提高，澆注速度也提高，模料分解加快，不易完全氣化，產(chǎn)物中液相量也增加，同時，鋼液與模樣的間隙減少，液相分解物常被擠出間隙，擠到涂層和金屬業(yè)之間，造成接觸面增加，碳濃度增加，這些區(qū)域滲碳量就增加。

(3)選擇合理澆注工藝。鑄型及澆注工藝設(shè)計要能加速模料氣化，減少及錯開其分解產(chǎn)物中液相和固相接觸和反應(yīng)時間，可減少或避免鋼件滲碳。

(4)提高涂層或干砂鑄型的透氣性，其透氣性越好，模料分解的產(chǎn)物逸出越快，從而降低了鋼液和模樣的間隙中分解物濃度和接觸時間。

(5)在模樣中加入添加劑(脫碳劑)防止鑄鋼件滲碳。

(6)采用精塑模符合鑄造工藝。

(7)使用防滲碳涂料。

鑄鋼件主要應(yīng)用于強(qiáng)度、塑性和韌性要求更高的機(jī)器零件。其產(chǎn)量僅次于鑄鐵，約占鑄件總產(chǎn)量的15%。

鑄鋼的機(jī)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(chǎn)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(fù)雜的工藝措施:

1、由于鋼液的流動性差，為防止鑄鋼件產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(dāng)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(fù)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(bǔ)貼等措施，以實現(xiàn)順序凝固。

此外，為防止鑄鋼件產(chǎn)生縮孔、縮松、氣孔和裂紋缺陷，應(yīng)使其壁厚均勻、避免尖角和直角結(jié)構(gòu)、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。