硅锰铸钢

铸造硅锰钢是一种常见的中低合金高强度铸钢。由于硅锰铸钢件具有较好的机械性能，因此硅锰铸钢件广泛用于大型机械和运输设备。机械零件中的某些齿轮、车轮、横梁、火车枕梁、侧架、液压机立柱等关键承重部件采用硅锰钢铸件。

硅元素可以对铸钢中的铁素体起到固溶强化作用，从而提高铸钢的屈服强度。在中碳锰钢中，硅元素的质量分数约为1%。经调质（Q+T）热处理后，铸造硅锰钢强度可提高15%-20%，同时保持铸钢件的韧性，不显着降低。如果硅锰比例匹配得当，可以稍微降低硅锰钢热处理过程中晶粒长大的趋势。

铸钢件热处理的三个阶段

铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以保证产品质量和节约成本为目的。

1) 加热

加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。

(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是快速均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在加热时一般考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求。

(2) 加热速度。对于一般铸钢件，可以不限制加热速度，用炉子的功率加热。采用热炉装料可大大缩短加热时间和生产周期。事实上，在快速加热的情况下，铸件表面与型芯之间没有明显的温度滞后现象。加热缓慢会导致生产效率降低，能耗增加，铸件表面氧化脱碳严重。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、加热过程中热应力较大的铸件，应控制加热速度。一般可采用低温缓慢加热（600℃以下）或保持中低温，然后在高温地区采用快速加热。

2) 保温

铸钢件奥氏体化的保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能来选择。保温温度一般略高于相同成分的锻钢件（约20℃）。对于共析钢铸件，应保证碳化物能迅速结合到奥氏体中，并保证奥氏体能保持细小晶粒。

铸钢件的保温时间应考虑两个因素：一是使铸件表面和型芯的温度均匀，二是保证***的均匀性。因此，保温时间主要取决于铸件的导热系数、断面壁厚和合金元素。一般来说，合金钢铸件比碳钢铸件需要更长的保温时间。铸件壁厚通常是计算保压时间的主要依据。回火处理和时效处理的保温时间，应考虑热处理目的、保温温度和元素扩散速度等因素。

3) 冷却

钢铸件保温后可采用不同速度冷却，以完成金相转变，获得所需的金相***，达到规定的性能指标。一般来说，提高冷却速度有助于获得良好的***和细化晶粒，从而提高铸件的力学性能。但如果冷却速度过快，则容易在铸件中产生较大的应力。这可能导致结构复杂的铸件变形或开裂。

?热处理对铸钢件性能的影响

热处理对铸钢件性能的影响

铸钢件的性能除了取决于化学成分、铸造工艺以外，还可以借助不同的热处理方式使其具有优良的综合力学性能。热处理工艺的总的目的是提高铸件质量、减轻铸件重量、延长使用寿命和降低成本。热处理是提高铸件的力学性能的重要手段；铸件的力学性能则是判断热处理效果的重要指标。除了下面几个性能以外，铸造厂在对铸钢件进行热处理的时候，还必须考虑到加工程序、切削性能和铸件的使用要求等因素。

1）热处理对铸件强度的影响

在铸钢成分相同的条件下，经过不同热处理工艺后的铸钢件的强度均有提高的趋势。一般来讲，碳钢铸件和低合金钢铸件在经过热处理以后，它们的抗拉强度可以达到414Mpa-1724MPa。

2）热处理对铸钢件塑性的影响

铸钢件的铸态***粗大、塑性偏低。经过热处理以后，它的***细化、塑性也会相应提高。尤其是在调质处理（淬火+高温回火）以后的铸钢件的塑性会得到明显的改善。

3）铸钢件的韧性

铸钢件的韧性指标常常以冲击试验进行评定。由于铸钢件的强度和韧性是一对矛盾的指标，因此，铸造厂必须进行综合考虑来选定合适的热处理工艺，以便达到客户所要求的综合的力学性能。

4）热处理对铸件硬度的影响

在铸钢的淬透性相同的时候，热处理以后的铸钢件的硬度可以大概反映出铸钢件的强度。因此，硬度可以作为估计铸钢热处理以后性能的直观指标。一般来讲，碳钢铸件在经过热处理以后的硬度可以达到120HBW-280HBW.