铸造合金钢

铸钢是指用于制造铸钢件的钢材。当铸件的强度较高，使用铸铁达不到要求时，应选用铸造合金钢。但铸钢的钢水流动性不如铸铁，所以浇注结构的厚度不宜过小，形状不宜过于复杂。当硅含量控制在上，可以提高钢水的流动性。铸钢按其品种和用途可分为通用工程铸钢、焊接结构铸钢、不锈钢铸钢和耐热钢铸钢。

铸钢按化学成分可分为铸合金钢和铸碳钢，按特性还可分为铸工具钢、铸特种钢、工程结构铸件和铸合金钢。铸造合金钢可分为铸造低合金钢（合金元素总量≤5%）、铸造合金钢（合金元素总量为5%～10%）和铸造高合金钢（合金元素总量≤5%）元素大于或等于 10%)。

铸钢件的热处理

铸钢件的热处理是根据Fe-Fe3C相图来控制铸钢件的显微***以达到要求的性能。热处理是铸钢件生产中的重要工序之一。热处理的质量和效果直接关系到铸钢件的终性能。

铸钢件的铸态***取决于化学成分和凝固过程。一般有比较严重的枝晶偏析，***很不均匀，晶粒粗大。因此，铸钢件一般需要进行热处理，以消除或减少上述问题的影响，以提高铸钢件的力学性能。另外，由于铸钢件的***结构和壁厚不同，同一铸件的各个部位***形式不同，产生相当大的残余内应力。因此，铸钢件（特别是合金钢铸件）一般应以热处理状态交货。

铸钢件的热处理方法

根据加热方式、保温时间和冷却条件的不同，铸钢件的热处理方法主要有退火、正火、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、去应力处理和除氢处理等。

铸钢件的退火

退火是将***偏离平衡状态的钢加热到工艺预定的某一温度，经过保温后缓慢冷却（一般为随炉冷却或者埋入石灰中），以获得接衡状态***的热处理工艺。根据钢的成分和退火的目的、要求的不同，退火又可以分为完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火等。

（1）完全退火。完全退火的大致过程是：将铸钢件加热到Ac3以上20℃-30℃，保温一段时间，使钢中的***完全转变成奥氏体后，再缓慢冷却（一般为随炉冷却）到500℃-600℃以下出炉，在空气中冷却下来。所谓完全，是指加热时获得完全的奥氏体***。

（2）等温退火。等温退火是指将铸钢件加热至Ac3（或Ac1）以上20℃-30℃，保温一段时间以后，快速的冷却至过冷奥氏体等温转变曲线的高峰温度的附件，然后保温一段时间（珠光体转变区）。在奥氏体转变为珠光体后，再缓慢冷却下来。

（3）球化退火。球化退火是将铸钢件加热到略高于Ac1的温度，然后经过长时间的保温，是钢中二次渗碳体自发转变为颗粒状（或者球状）渗碳体，然后以缓慢的速度冷却到室温的热处理工艺。

球化退火的目的包括：降低硬度；是金相***均匀；改善切削性能以及为淬火做准备。

球化退火主要适用于碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合金工具钢等共析钢和过共析钢（含碳量大于0.77%）。

（4）去应力退火、再结晶退火。去应力退火又称低温退火。它是将铸钢件加热到Ac1温度以下（400℃-500℃），然后保温一段时间，再缓慢冷却到室温的工艺方法。去应力退火的目的是消除铸件的内应力。钢的金相***在去应力退火过程中不会改变。再结晶退火主要用于消除冷变形加工产生的畸变***，消除加工硬化。再结晶退火的加热温度为再结晶温度以上150℃-250℃。再结晶退火可以使冷变形后被拉长的晶粒重新形成为均匀的等轴晶，从而消除加工硬化效果。

铸钢件的渗氮

渗氮是指将氮原子渗入铸件表面的热处理工艺。渗氮一般在Ac1温度以下进行，其主要目的是提高铸件表面的硬度、耐磨性、强度、抗咬合性以及抗大气腐蚀性能。铸钢件的渗氮一般在480℃ - 580℃进行。含有铝、铬、钛、钼和钨的低合金钢、不锈钢和热模工具钢等铸件都适合渗氮处理。 

 为了保证铸件芯部具有必要的力学性能和金相***，并减少渗氮后产生的变形，需进行渗氮前的预处理。对于结构钢，渗氮前需要采用调质处理，以便得到均匀细小的回火索氏体***；对于渗氮处理的时候容易畸变的铸件，调质后还需要进行去应力退火处理；对于不锈钢和耐热钢铸件，一般可以进行调质处理，以便改善***和提高强度；对于奥氏体不锈钢，可以采用固溶热处理。