不銹鋼的鑄造零部件是采用電弧爐或感應爐冶煉，利用砂型、陶瓷型或熔模等各種鑄造方法直接鑄造出接近于成品形狀的鑄件。相同成分的材料直接鑄造成零部件可改善某些性能，降低成本，簡化工藝，提高企業(yè)的經濟效益。


  不銹鋼鑄造加工工藝常常用于在腐蝕介質中工作的泵殼、閥、葉輪等，形狀復雜的零部件廣泛采用的鑄造不銹鋼。用于耐腐蝕鑄造的不銹鋼化學成分和普通不銹鋼化學成分略有不同，鑄造不銹鑄鋼的鉻含量（質量分數）在12％以上，在金屬表面形成鈍化膜，提高鋼的耐蝕性。碳含量對鋼的強度和耐蝕性影響很大，鑄造不銹鋼的碳含量一般低于0.20％，有的低至0.03％。


  不銹鋼的鑄造性能是指氧化性、吸氣性、流動性、收縮、偏析等。如果熔化時合金不易氧化、熔液不易吸氣，澆注時合金熔液容易充滿型腔；凝固時鑄件不易產生縮孔，而且化學成分均勻；冷卻時鑄件就不會發(fā)生變形和開裂，這樣的不銹鋼就被認為是具有良好的鑄造性能。


  不銹鋼在鑄造過程中表現出來的性能主要有充型能力和收縮性。


一、奧氏體不銹鋼的鑄造


   鑄造奧氏體不銹鋼，由于其耐蝕性優(yōu)于鑄造馬氏體不銹鋼和鑄造鐵素體不銹鋼，因而得到廣泛應用。GB/T 2100-2002國家標準中的20種耐蝕鑄鋼中就有14種奧氏體不銹鋼，其產量及用量約占不銹鋼鑄鋼的80％以上。經典的第一代奧氏體不銹鑄鋼稱18-8鋼，含鉻18％左右，含鎳8％～10％，如 ZG03Cr18Ni10、ZG03Cr18Ni10N、ZG09Cr19Ni9、ZG08Cr19Ni10N等，是最典型最基本的代表性鋼種，其他奧氏體不銹鑄鋼均是在18-8鋼的基礎上發(fā)展起來的。奧氏體不銹鑄鋼也和奧氏體不銹鋼一樣，分為鉻鎳奧氏體不銹鑄鋼和無鎳、低鎳奧氏體不銹鑄鋼。


 1. 鉻鎳奧氏體不銹鋼的鑄造特性


   鉻鎳奧氏體不銹鑄鋼具有很高的耐蝕性，與其他類不銹鑄鋼相比，其耐蝕性是最好的一類。該類鋼具有優(yōu)良的韌性和塑性，易于加工成各種形狀的零件，在熱處理加熱時不發(fā)生α→γ相變，并具有優(yōu)良的焊接性。這類鋼的主要缺點是價格較貴。但由于它具有最好的耐蝕性，仍然是鑄造不銹鋼中使用最廣泛的一類鋼。國家標準中的14種奧氏體不銹鑄鋼全部是鉻鎳奧氏體不銹鑄鋼。


 2. 鉻錳氮奧氏體不銹鑄鋼的特性


   鉻錳氮奧氏體不銹鑄鋼是無鎳和低鎳奧氏體不銹鑄鋼，雖然在新的國家標準中沒有，但傳統(tǒng)的奧氏體不銹鑄鋼有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高含量的鎳，并加入鉬、銅等，以提高鋼的耐蝕性。其耐蝕性略低于鉻鎳奧氏體不銹鑄鋼，但強度比鉻鎳奧氏體不銹鑄鋼高。


   鉻錳氮鑄造不銹鋼應進行1100℃水淬處理，使碳化物固溶以提高其耐蝕性金相組織為奧氏體和少量鐵素體（5％～20％）的復相組織。鋼的流動性好，鑄造時氣孔敏感性較大，造型宜用干型，并用鉻礦砂、鋯砂等涂料。鋼的鑄造體收縮較大，如ZG10Cr17Mn13Mo2Cu2N在1475℃澆注體積總收縮為5.7％。鑄造收縮率取2.2％～2.3％。這類鑄鋼的焊接性良好，可在室溫下焊接。



二、 鐵素體不銹鋼的鑄造


   典型鑄造鐵素體不銹鋼ZG10Cr17具有良好的耐酸性，其他類鑄造鐵素體不銹鋼是在ZG10Cr17鋼的基礎上適當加入鉬、硅、鈮等可提高鑄鋼的耐蝕性的元素，加入鈦可細化晶粒，加入稀土可改善鑄造性能。鐵素體鑄造不銹鑄鋼在氧化性酸類，特別是硝酸溶液中有良好的耐蝕性；隨著鋼中鋁、鉬、硅、鈮等含量的提高，耐蝕性增加。但是鑄造鐵素體不銹鋼的力學性能較差，特別是韌性低，只適用于載荷較低、無沖擊載荷的場合，影響了其應用。雖然在一些硝酸生產廠家仍在應用，但未納入新的國家標準。


   鑄造鐵素體不銹鋼大多在消除應力退火后使用，退火后的組織為鐵素體和碳化物，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。為了細化晶粒，可在鋼中加入鈦、氮等元素。鋼的流動性隨碳、鉻、錳、硅含量的增加而提高。焊接性尚可，焊補時鑄件應預熱到300～400℃，焊后應進行退火熱處理。


   鐵素體不銹鋼的鑄造性能較差，鑄造收縮率一般為1.4％～1.6％，鑄造時晶粒粗大。鉻含量很高的鐵素體不銹鋼，如2GCr28鋼鑄造時，鑄件的熱裂傾向性大。



三、馬氏體不銹鋼的鑄造


   ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4（QT2）和ZGCr16Ni5Mo等馬氏體不銹鑄鋼耐大氣腐蝕性較好，經熱處理和拋光后最穩(wěn)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，用于承受沖擊載荷和要求韌性，并在腐蝕性不強及常溫下的有機酸水溶液，或者要求防污染的介質中工作的零件。例如，在維尼綸工業(yè)中，可用于聚乙烯醇、醋酸乙烯、醋酸甲酯、醋酸鈉溶液等介質；在尿素工業(yè)中，可用于含硫化氫、尿素母液等介質，也可用于制造水輪機轉輪（葉片）和水壓機閥等。


   鑄造馬氏體不銹鋼經調質處理（1050℃水冷或油淬，750℃回火）后得到鐵素體和索氏體組織。在調質狀態(tài)下鑄鋼有較好的耐蝕性和綜合力學性能。某些較大的復雜鑄件不宜調質處理時，也可進行退火處理，退火后的組織為鐵素體和珠光體。ZG20Cr13鋼的熔點為1480～1510℃，鑄造時流動性較差，應提高澆注溫度和澆注速度。焊接性尚可，焊補時應將鑄件預熱到200～300℃，焊后應進行退火熱處理。