碳钢铸造件的特点及应用

碳钢铸件也用于各种工业应用和环境。 凭借其众多等级，碳钢可以进行热处理，以提高其屈服和拉伸强度、硬度或延展性，以满足工程师的应用需求或所需的机械性能。

一些低等级的铸钢可以用球墨铸铁代替，只要它们的抗拉强度和延伸率足够接近。 碳钢铸件力学性能的比较，可参考材料规范ASTM A536球墨铸铁和ASTM A27碳钢。

铸钢件正火热处理的目的

正火是将钢加热到Ac3（亚共析钢）和Acm（过共析钢）以上30℃-50℃，经过一段时间的保温后，在空气中或者强制流通的空气中冷却到室温的热处理方法。正火比退火冷却速度快，因而正火***比退火***细，强度和硬度也比退火***高。由于正火的生产周期短、设备利用率高，因此正火广泛应用于各类铸钢件中。

正火的目的分为以下三类：

（1）正火作为终热处理

对于强度要求不高的金属铸件，正火可以作为终热处理。正火可以细化晶粒，是***均匀化，减少亚共析钢中铁素体含量，使珠光体含量增多并细化，从而提高钢的强度、硬度和韧性。

（2）正火作为预先热处理

断面较大的铸钢件，在淬火或调质处理（淬火加高温回火）前进行正火，可以消除魏氏***和带状***，并获得细小而均匀的***。对于含碳量大于0.77%的碳钢和合金工具钢中存在的网状渗碳体，正火可以减少二次渗碳体含量，并使其不形成连续网状，为球化退火做***准备。

（3）改善切削加工性能

正火可以改善低碳钢的切削加工性能。低碳钢铸件在退火后硬度过低，在切削加工的时候容易粘刀，从而造成表面粗糙度过大。通过正火热处理，低碳钢铸件的硬度可以提高到140HBW-190HBW，接近于佳切削硬度，从而改善切削加工性能。

?中、低合金铸钢件的热处理

中、低合金钢是合金元素（主要是指硅、锰、铬、钼、镍、铜和钒等化学元素）含量小于8%的合金钢。中、低合金钢铸件具有较好的淬透性，经过适当的热处理以后可以获得良好的综合力学性能。

中低合金钢铸件的热处理的特点：

1. 中低合金钢铸件大多数用于汽车、拖拉机、火车、工程机械、液压系统等机械工业。这些行业要求铸件具有良好的强度和韧性。对于要求抗拉强度小于650 MPa的的铸件，一般采用正火 + 回火热处理；对于要求抗拉强度大于650 MPa的中低合金铸钢件，则采用淬火 + 高温回火热处理。调质处理后铸钢件的金相***是回火索氏体，从而得到更高的强度和良好的韧性。但是，当铸件的形状及尺寸不适宜淬火的时候，则应该采用正火 + 回火代替调质处理。

2. 中低合金铸钢件在调质处理以前好进行一次正火或者正火 + 回火预处理。这样，可以使铸钢件晶粒细化、***均匀，从而增强终调质处理的效果，也有利于避免铸件内部的铸造应力的不良影响。

3. 中低合金铸钢件在淬火处理以后要尽可能得到马氏体***。为达到此目的，应该根据铸钢的牌号、淬透性和铸件壁厚、形状等因素来选择淬火温度和冷却介质。

4. 为了调整铸钢的淬火***、消除淬火应力，中低合金铸钢件在淬火后应立即进行回火。

5. 在不降低铸钢件的强度的前提下，中碳低合金高强度铸钢件可以进行韧化处理。韧化处理可以改善铸钢件的塑性和韧性。

耐磨铸钢件

耐磨铸钢是指具有良好耐磨性的铸钢。按化学成分分为非合金、低合金和合金耐磨铸钢。耐磨钢种类繁多，大体上可分为高锰钢，中、低合金耐磨钢，铬钼硅锰钢，耐气蚀钢，耐磨蚀钢以及特殊耐磨钢等。一些通用的合金钢如不锈钢、轴承钢、合金工具钢及合金结构钢等也都在特定的条件下作为耐磨钢使用。

中、低合金耐磨钢这类钢中通常所含的化学元素有硅、锰、铬、钼、钒、钨、镍、钛、硼、铜、稀土等。美国很多大中型球磨机的衬板都用铬钼硅锰或铬钼钢制造。而美国的大多数磨球都用中、高碳的铬钼钢制造。在较高温度(例如200～500℃)的磨料磨损条件下工作的工件或由于摩擦热使表面经受较高温度的工件，可采用铬钼钒、铬钼钒镍或铬钼钒钨等合金耐磨钢。

磨损是物体工作表面材料在相对运动中不断***或损失的现象。按磨损机制划分，磨损可分为磨料磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、接触疲劳磨损、冲击磨损、微动磨损等几大类。在工业领域中磨料磨损和粘着磨损在工件磨损失效中占有比例，而冲蚀、腐蚀、疲劳、微动等磨损失效方式由于往往产生在一些重要构件的运行中，故日益受到重视。在工况条件下，往往是几种磨损形式同时或先后出现，磨损失效交互作用呈现较复杂的形式。确定工件磨损失效的类型是合理选用或研制耐磨钢的依据。

另外，零、部件的磨损是一个系统工程问题，影响磨损的因素很多，它包括工作条件(载荷、速度、运动方式)、润滑条件、环境因素(湿度、温度、周围介质等)、材料因素(成分、***、力学性能)、零件表面质量及物理化学特性等。其中每个因素的改变都可能使磨损量改变，甚至使磨损机制改变。由此可见，材料因素只是影响工件磨损的因素之一，要提高钢件的耐磨性需要从特定条件下的摩擦、磨损系统整体着手才会取得预期的效果。