大型铸件用不锈铸钢的热处理与力学性能

大型铸件用不锈铸钢的钢号与化学成分

大型铸件：解决铸件缩松缺陷的方法，最根本的着眼点就是“热平衡”。其方法是：（1）在机床铸件结构形成的厚处与热节处，实行快速凝固，人为地造成机床铸件各处温度场的基本平衡。采用内外冷铁，局部采用蓄热量大的锆英砂，铬铁矿砂或特种涂料。（2）合理的工艺设计。内浇道设在机床铸件相对溥壁处，数时多且分散。使最早进入厚壁处的金属液率先凝固，薄壁处后凝固，使各处基本达到均衡凝固。对于壁厚均匀的机床铸件，采用多个内浇道和出气孔。内浇道多，分散与均布，使整体热量均衡。出气孔细且多，即排气通畅又起散热作用。（3）改变内浇道的位置（4）选用蓄热量大的造型材料，这对用消失模生产抗磨产品极为重要！铬铁矿砂取代石英砂等蓄热量小的其它砂种，会取得良好的效果，浇毕微震更优！（5）低温快烧，开放式浇注系统。使金属液快速，平稳，均衡地充满铸型。这要因件制宜。（6）球铁的机床铸型强度大，表面硬度≧90，砂箱刚性大，对消除缩松有利。（7）需要冒口时，当首迁热冒口，且离开热节。若将冒口置于热节上，必将加大冒口尺寸，形成“热上加热”。弄不好，非但缩松难除，还会产生集中性缩孔，又降低了工艺出品率。（8）铸型倾斜摆放与合金化，都获益。消除机床铸件缩松缺陷是一个复杂的认识与实施过程。应以“热平衡”为基本原则，对雎体铸件做科学分析，制订合理的工艺方案，迁择好适宜的造型材料，工装及正确操作且标准化。那么任何机床铸件的缩松缺陷都可以解决。：解决铸件缩松缺陷的方法，最根本的着眼点就是“热平衡”。其方法是：（1）在机床铸件结构形成的厚处与热节处，实行快速凝固，人为地造成机床铸件各处温度场的基本平衡。采用内外冷铁，局部采用蓄热量大的锆英砂，铬铁矿砂或特种涂料。（2）合理的工艺设计。内浇道设在机床铸件相对溥壁处，数时多且分散。使最早进入厚壁处的金属液率先凝固，薄壁处后凝固，使各处基本达到均衡凝固。对于壁厚均匀的机床铸件，采用多个内浇道和出气孔。内浇道多，分散与均布，使整体热量均衡。出气孔细且多，即排气通畅又起散热作用。（3）改变内浇道的位置（4）选用蓄热量大的造型材料，这对用消失模生产抗磨产品极为重要！铬铁矿砂取代石英砂等蓄热量小的其它砂种，会取得良好的效果，浇毕微震更优！（5）低温快烧，开放式浇注系统。使金属液快速，平稳，均衡地充满铸型。这要因件制宜。（6）球铁的机床铸型强度大，表面硬度≧90，砂箱刚性大，对消除缩松有利。（7）需要冒口时，当首迁热冒口，且离开热节。若将冒口置于热节上，必将加大冒口尺寸，形成“热上加热”。弄不好，非但缩松难除，还会产生集中性缩孔，又降低了工艺出品率。（8）铸型倾斜摆放与合金化，都获益。消除机床铸件缩松缺陷是一个复杂的认识与实施过程。应以“热平衡”为基本原则，对雎体铸件做科学分析，制订合理的工艺方案，迁择好适宜的造型材料，工装及正确操作且标准化。那么任何机床铸件的缩松缺陷都可以解决。　收缩率的影响因素

影响大型铸件收缩率的因素：

大型铸件在凝固过程中，它的各部分尺寸一般都要缩小，铸件尺寸缩小的百分率，叫做铸造线收缩率或铸造收缩率。制造铸模 ( 包括芯盒) 时，要按确定的铸造收缩率，将铸模放大一些，以保证冷却后铸件的尺寸符合要求。大型铸件冷却时各个尺寸的收缩量可由下式求得：

收缩量 = 大型铸件尺寸×铸造收缩率

1. 大型铸件的结构复杂收缩困难，铸件的收缩率减小。例如，同一成分浇注的铸钢件，因结构形状不同，其中以自由收缩时的收缩率最大。

2. 大型铸件的材料铸件的材料不同，铸造收缩率也不同。例如，铸钢的收缩率比灰铸铁大；灰铸铁中硫多时，收缩率增大，硅多时收缩率减小。

3. 大型铸件的退让性铸型的退让性好，铸件的收缩率增大。例如，用湿性和水玻璃砂型浇铸的铸件比干型浇铸的铸件的收缩率大。同样道理，随着铸件的尺寸增大，铸型的退让性变差，铸件的收缩率 也就减小。

所以铸造收缩率要结合实际情况来选择。尺寸要求精确的大型铸件，铸造收缩率要根据试浇的大型铸件进行修正。同一个大型铸件，由于结构上的原因，其轴向与径向或长、宽、高三个方向的收缩率可能不一致。对于尺寸要求较精确的大型铸件，各个方向应给以不同的收缩率。在实际生产中，一般的大型铸件，特别是尺寸不大的大型铸件，各个方向都用同一的收缩率，尽管这样会造成一些误差，但由于误差一般不大，而这样大大便于铸模的加工制造。

大型铸件用不锈铸钢的热处理与力学性能

钢　号　热 处 理　力学性能（不小于）　硬度　HBS

σb　/MPa　σs　/MPa　δ　（%）　φ　（%）

ZG15Cr13　（1）加热到≤995℃，空冷，并在595℃　回火；或（2）在790℃　退火　620　450　18　30　≤241

ZG20Cr13　580　392　16　35　170~235

ZG30Cr13　690　485　15　25　≤269

ZG12Cr18Ni9Ti　加热≥1040℃，保温足够时间，水淬或其他快冷　440　195　25　32　---

ZG06Cr13Ni14Mo　（1）退火应>600℃；（2）正火和淬火；在AC3以上进行；（3）回火；在AC1上下进行一次或二次回火　760　550　15　35　≥220

ZG06Cr13Ni16Mo　750　550　15　35　≥220

ZG09Cr19Ni9　加热到≥1040℃，保温足够时间，水淬或其他快冷（本人实验证明1020℃也可以）　485　205　35　---　---

ZG08Cr19Ni11Mo3　520　240　25　---　---

ZG12Cr22Ni12　485　195　35　---　---

ZG20Cr25Ni20　加热到≥1040℃，保温足够时间，水淬或其他快冷　450　195　30　---　---

ZG12Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N　加热到≥1100~1150℃，保温足够时间，水淬或其他快冷　588　294　25　35　---

ZG12Cr18Mn13Mo2Cu2N　588　294　30　40　---

大型铸件用不锈铸钢的钢号与化学成分

单位：（质量分数）（%）

钢　号　C　Si　Mn　P ≤　S ≤　Cr　Ni　Mo　其他

ZG15Cr13 （ZG1Cr13）　≤0.15　≤1.50　≤1.00　0.040　0.040　11.5~ 14.0　≤1.00　≤0.05　---

ZG20Cr13 （ZG2Cr13）　0.16~ 0.24　≤1.00　≤0.60　0.030　0.035　11.5~ 14.0　---　---　---

ZG30Cr13 （ZG3Cr13　0.20~ 0.40　≤1.50　≤1.00　0.040　0.040　11.5~ 14.0　≤1.00　≤0.05　---

ZG12Cr18Ni9Ti
（ZG1Cr18Ni9Ti）　≤0.12　≤1.50　0.80~ 2.00　0.030　0.040　17.0~ 20.0　8.00~ 11.00　
　Ti5（C—0.03）~0.80

ZG06Cr13Ni4Mo
（ZG0Cr13Ni4Mo）　≤0.06　≤1.00　≤1.00　0.030　0.030　11.5~ 14.0　3.50~ 4.50　0.40~ 1.00　

ZG06Cr13Ni6Mo
（ZG0Cr13Ni6Mo）　≤0.06　≤0.70　≤0.80　0.030　0.030　12.0~ 14.0　5.50~ 6.50　0.40~ 1.00　

ZG08Cr19Ni9
（ZG0Cr19Ni9）　≤0.08　≤2.00　≤1.50　0.040　0.040　17.0~ 21.0　8.00~ 11.00　
　

ZG08Cr19Ni11Mo3
（ZG0Cr19Ni11Mo3）　≤0.08　≤1.50　≤1.50　0.040　0.040　18.0~ 21.0　9.00~ 13.00　3.00 4.00　

ZG12Cr22Ni12
（ZG1Cr22Ni12）　≤0.12　≤2.00　≤1.50　0.040　0.040　20.0~ 23.0　10.00~ 13.00　
　

ZG20Cr25Ni20
（ZG20Cr25Ni20）　≤0.20　≤2.00　≤1.50　0.040　0.040　23.0~ 27.0　19.00~ 31.00　
　

ZG12Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N
(ZG1Cr17Mn9Ni4Mo3Cu2N)　≤0.12　≤1.50　8.00~ 10.00　0.060　0.035　16.00~ 19.00　3.00~ 5.00　2.90~ 3.50　Cu 2.00~250； N 0.16~0.26

ZG12Cr18Mn13Mo2CuN
(ZG1Cr18Mn13Mo2CuN)　≤0.12　≤1.50　12.00~ 14.00　0.060　0.035　17.00~ 20.00　---　1.50~ 2.00　Cu 1.00~1.50； N 0.19~0.26