二、铸钢
将钢液注入一定形状的金属或耐火材料的型腔中，冷凝后在铸造状态下直接使用的钢制品，称为钢铸件，其材料称为铸钢。与变形钢相比，铸钢较少受铸件形状、尺寸和质量的限制，质量可从几克到几百吨；可以铸成用其他方法难以得到的复杂形状，减少切削加工用量；可以使难以进行塑性变形和切削加工的合金钢成形，且性能没有方向性。但钢铸件中常常存在疏松、偏析、气泡、裂纹、夹杂、粗晶等缺陷，力学性能比同钢种的锻轧材低一些。铸钢分为碳素铸钢和合金铸钢，几乎所有钢种都可浇注成钢铸件，钢铸件常需进行热处理以改善性能。
1.一般工程用铸造碳钢件（GB/T11352—2009）
（1）用途一般工程用碳素铸钢是适用于在砂型铸造或导热性与砂型相当铸型铸造的一般工程结构用的碳素铸钢。钢中含碳的质量分数为<0.20%～0.60%，属于低、中碳钢，有良好的铸造性能和力学性能，其强度随钢中碳的质量分数增加而提高，塑性、韧性却相应降低，主要用于铸造一般工程结构件，如机座、箱体、阀体、连杆、曲拐等。
（2）牌号和化学成分（表3-48）
表3-48 一般工程用铸造碳钢的牌号和化学成分
（3）力学性能（表3-49）
表3-49 一般工程用铸造碳钢的力学性能
（4）材料选用（表3-50）
表3-50 一般工程用铸造碳钢的特性和用途
2.焊接结构用铸钢件（GB/T7659—2010）
（1）用途焊接结构用铸钢是适于一般工程结构用的、具有良好焊接性能的碳素铸钢。与一般工程用铸钢相比，对钢的化学成分控制较严，当需方有碳当量（CE）要求时，还可保证各牌号钢的碳当量不超过规定的数量。用途与相应牌号的一般工程用钢铸件相近，除用于要求焊接性能好的一般工程结构件外，还可用于对强度要求不很高的大型铸焊接结构件。
（2）牌号和化学成分（表3-51）
表3-51 焊接结构用铸钢的牌号和化学成分
（3）力学性能（表3-52）
表3-52 焊接结构用铸钢的力学性能
（4）材料选用用途与相应牌号的一般工程用铸钢相近。
3.大型低合金钢铸件（JB/T6402—2006）
（1）用途低合金铸钢是在铸造碳钢的基础上，适当提高锰和硅的含量，以发挥其合金化作用；有些铸钢还加入了低含量的铬、钼等合金元素。低合金铸钢的综合力学性能明显优于铸造碳钢，大多用于承受较重载荷、较高压力和受冲击、摩擦的机械零部件。碳当量低的铸钢，焊接性能好。硅含量较高的铸钢，一般铸造性能较好。为了提高铸钢的性能，可进行热处理。
（2）牌号和化学成分（表3-53）
表3-53 大型低合金钢铸件的牌号和化学成分
注：残余元素含量的质量分数：w（Ni）≤0.3%，w（Cr）≤0.30%，w（Cu）≤0.25%，w（Mo）≤0.15%，w（V）≤0.05%，残余元素总的质量分数≤1.0%。如果需方无要求，则残余元素不作验收依据。
（3）力学性能（表3-54）
表3-54 大型低合金钢铸件的力学性能
（4）材料选用（表3-55）
表3-55 大型低合金钢铸件的用途
4.奥氏体锰钢铸件（GB/T5680—2010）
（1）用途奥氏体锰钢铸件经水韧处理（水淬固溶处理）后可获得单一的奥氏体组织，具有高的抗拉强度、塑性和韧性以及无磁性；其主要特点是在使用中受到剧烈冲击和强大压力而变形时，其表面层将迅速产生加工硬化并有马氏体及ε相沿滑移面形成，从而产生高耐磨的表面层，而内层仍保持优良的韧性，因此即使零件磨损到很薄，仍能承受较大的冲击载荷而不致破裂。故可用于铸造各种耐冲击的磨损件，如球磨机衬板、齿轮、破碎壁、轧臼壁、破碎机牙板、辊套、挖掘机斗齿、铲齿、履带板、提梁等。奥氏体铸钢适用于冶金、建材、电力、建筑、铁路、国防、煤炭、化工和机械等行业的受不同程度冲击负荷的耐磨损铸件。
（2）牌号和化学成分（表3-56）
表3-56 奥氏体锰钢铸件的牌号和化学成分
（续）
注：1.允许加入微量V、Ti、Nb、B和RE等元素。
2.铸件必须进行水韧处理，铸件应均匀地加热和保温，水韧处理温度不低于1040℃，且须快速入水处理，铸件入水后水温不得超过50℃。
（3）硬度室温条件下铸件硬度应不高于300HBW。
5.耐磨钢铸件（GB/T26651—2011）
（1）用途除奥氏体锰钢之外的合金耐磨钢铸适用于冶金、建材、电力、建筑、铁路、船舶、煤炭、化工和机械等行业的耐磨钢铸件。
（2）牌号和化学成分（表3-57）
表3-57 耐磨钢铸件的牌号和化学成分
注：允许加入微量V、Ti、Nb、B和RE等元素。
（3）力学性能（表3-58）
表3-58 耐磨钢铸件的力学性能
（续）
注：1.V、N分别代表V型缺口和无缺口试样。
2.铸件断面深度40%处的硬度应不低于表面硬度值的92%。
6.耐磨损复合材料铸件（GB/T26652—2011）
（1）用途耐磨损复合材料铸件是以铸造方法制备出的由两种或两种以上的材料相互冶金结合的具有良好耐磨损性能的复合材料零部件。它适用于冶金、建材、电力、建筑、船舶、化工、煤炭和机械等行业的耐磨损复合材料铸件。
（2）牌号及组成（表3-59）
表3-59 耐磨损复合材料铸件的牌号及组成
注：耐磨损复合材料铸件代号用“铸”和“复”二字的汉语拼音的第一个大写正体字母“ZF”表示。
（3）化学成分耐磨损复合材料铸件中的抗磨白口铸铁化学成分应符合GB/T8263—2010的规定，奥氏体锰钢化学成分应符合GB/T5680—2010的规定，其他合金耐磨钢化学成分应符合GB/T26651—2011的规定。
（4）硬度（表3-60）
表3-60 耐磨损复合材料铸件的硬度
注：洛氏硬度HRC和HRA中任选一项。
7.一般用途耐热钢和合金铸件（GB/T8492—2002）
（1）用途耐热铸钢是通过加入合金元素，使其在高温下具有较高的强度和良好的化学稳定性、适用于普通工程结构的铸钢。在高温环境中工作的工件不仅承受各种载荷的作用，还与高温空气、蒸汽、燃气等介质接触，因此，要求耐热铸钢必须具有高的抗氧化性和高温强度。添加铬、铝、硅和稀土元素，能有效提高钢的抗氧化性，添加镍、铬、钴、铝、钛、钼、钨等元素，能显著提高钢的高温强度。耐热铸钢有良好的铸造性能和耐热性，某些高合金耐热铸钢的高温强度和抗蠕变性能比变形耐热钢更高，且生产工艺简单，成本低廉，较少受零件形状、尺寸、质量的限制，因而在工程上获得广泛的应用。主要用作锅炉、工业炉、汽轮机、动力机械以及航空、石油化工等工业部门在高温下工作的零部件。
（2）牌号和化学成分（表3-61）
表3-61 一般用途耐热钢和合金铸件的牌号和化学成分
注：1.表中的单个值表示最大值。
2.a为余量。
（3）力学性能（表3-62）
表3-62 一般用途耐热钢和合金铸件的力学性能
①1MPa=1N/mm2。
②最高使用温度取决于实际使用条件，所列数据仅供用户参考。这些数据适用于氧化气氛，实际的合金成分对其也有影响。
③退火态最大硬度值HBW，铸件也可以铸态提供，此时硬度限制就不适用。
④最大HBW值。
⑤由供需双方协商确定。
8.工程结构用中、高强度不锈铸钢（GB/T6967—2009）
（1）用途工程结构用中、高强度不锈铸钢是适用于以力学性能为其主要选用和验收依据、对其耐蚀性无特殊要求的马氏体型不锈铸钢，主要用于耐大气、水、有机酸、聚乙烯醇、碳酸氢钠、橡胶液腐蚀的工程结构零件，如水轮机转轮叶片、水压机阀等。
（2）牌号和化学成分（表3-63）
表3-63 工程结构用中、高强度不锈铸钢的牌号和化学成分
注：残余元素Cu≤0.50%，V≤0.05%，W≤0.10%，残余元素总量≤0.50%。
（3）力学性能（表3-64）
表3-64 工程结构用中、高强度不锈铸钢的力学性能
①回火温度应在600～650℃。
②回火温度应在500～550℃。
9.一般用途耐蚀钢铸件（GB/T2100—2002）
（1）用途本标准适用于一般耐蚀用途的铸钢件，其包括的牌号代表了适合在各种不同腐蚀场合广泛应用的合金铸钢件的种类。
（2）牌号和化学成分（表3-65）
表3-65 一般用途耐蚀钢铸件的牌号和化学成分
（续）
注：表中的单个值表示最大值。
（3）力学性能（表3-66）
表3-66 一般用途耐蚀钢铸件的力学性能①
①RP0.2—0.2%试验应力。
②RP1.0的最低值高于25MPa。
10.铸钢轧辊（GB/T1503—2008）
（1）用途适用于金属材料加工使用的铸钢轧辊和工作层为铸钢材质的复合轧辊（含辊环）。
（2）化学成分和表面硬度（表3-67、表3-68）
表3-67 铸钢轧辊的化学成分和表面硬度
（续）
注：1.高速钢：Co≤8.00%、Nb≤5.00%。
2.铸钢复合轧辊芯部可采用球墨铸铁、石墨钢、低合金钢或锻钢等材质。
3.表中同栏有两组表面硬度的轧辊，根据用途选择。
表3-68 铸钢轧辊的材质代码与钢号、力学性能对照表
