铸钢

铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。
铸造碳钢。
以碳为主要合金元素并含有少量其他元素的铸钢。含碳小于0.2％的为铸造低碳钢，含碳0.2％～0.5％的为铸造中碳钢，含碳大于0.5％的为铸造高碳钢。随着含碳量的增加，铸造碳钢的强度增大，硬度提高。铸造碳钢具有较高的强度、塑性和韧性，成本较低，在重型机械中用于制造承受大负荷的零件，如轧钢机机架、水压机底座等；在铁路车辆上用于制造受力大又承受冲击的零件如摇枕、侧架、车轮和车钩等。
铸造低合金钢。
含有锰 、铬、铜等合金元素的铸钢。合金元素总量一般小于5％，具有较大的冲击韧性，并能通过热处理获得更好的机械性能。铸造低合金钢比碳钢具有较优的使用性能，能减小零件质量，提高使用寿命。
铸造特种钢。
为适应特殊需要而炼制的合金铸钢，品种繁多，通常含有一种或多种的高量合金元素，以获得某种特殊性能。例如 ，含锰11％～14％的高锰钢能耐冲击磨损，多用于矿山机械、工程机械的耐磨零件；以铬或铬镍为主要合金元素的各种不锈钢，用于在有腐蚀或650℃以上高温条件下工作的零件，如化工用阀体、泵、容器或大容量电站的汽轮机壳体等。

铸钢件

对于强度、塑性和韧性要求更高的机器零件，需要采用铸钢件。铸钢件的产量仅次于铸铁，约占铸件总产量的15%。
一、按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类，其中以碳素铸钢应用最广。铸钢的机械性能比铸铁高， 铸钢件均应在热处理后使用。铸钢件的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。
1、碳素铸钢
        一般的，低碳钢ZG15的熔点较高、铸造性能差，仅用于制造电机零件或渗碳零件；中碳钢ZG25～ZG45，具有高于各类铸铁的综合性能，即强度高、有优良的塑性和韧性，因此适于制造形状复杂、强度和韧性要求高的零件，如火车车轮、锻锤机架和砧座、轧辊和高压阀门等，是碳素铸钢中应用最多的一类；高碳钢ZG55的熔点低，其铸造性能较中碳钢的好，但其塑性和韧性较差，仅用于制造少数的耐磨件。
2、合金铸钢
        根据合金元素总量的多少，合金铸钢可分为两低合金钢和高合金钢大类。
1）低合金铸钢，我国主要应用锰系、锰硅系及铬系等。如ZG40Mn、ZG30MnSi1、ZG30Cr1MnSi1等。用来制造齿轮、水压机工作缸和水轮机转子等零件，而ZG40Cr1常用来制造高强度齿轮和高强度轴等重要受力零件。
2）高合金铸钢 ，具有耐磨、耐热或耐腐蚀等特殊性能。如高锰钢ZGMn13，是一种抗磨钢，主要用于制造在干磨擦工作条件下使用的零件，如挖掘机的抓斗前壁和抓斗齿、拖拉机和坦克的履带等；铬镍不锈钢ZG1Cr18Ni9和铬不锈钢ZG1Cr13和ZGCr28等，对硝酸的耐腐蚀性很高，主要用于制造化工、石油、化纤和食品等设备上的零件。
 二、铸钢的铸造工艺特点
        铸钢的机械性能比铸铁高，但其铸造性能却比铸铁差。因为铸钢的熔点较高，钢液易氧化、钢水的流动性差、收缩大，其体收缩率为10～14%，线收缩为1.8～2.5%。为防止铸钢件产生浇不足、冷隔、缩孔和缩松、裂纹及粘砂等缺陷，必须采取比铸铁复杂的工艺措施：
1、由于钢液的流动性差，为防止铸钢件产生冷隔和浇不足，铸钢件的壁厚不能小于8mm；浇注系统的结构力求简单、且截面尺寸比铸铁的大；采用干铸型或热铸型；适当提高浇注温度，一般为1520°～1600℃，因为浇注温度高，钢水的过热度大、保持液态的时间长，流动性可得到改善。但是浇温过高，会引起晶粒粗大、热裂、气孔和粘砂等缺陷。因此一般小型、薄壁及形状复杂的铸件，其浇注温度约为钢的熔点温度+150℃；大型、厚壁铸件的浇注温度比其熔点高出100℃左右。
2、由于铸钢的收缩大大超过铸铁，为防止铸件出现缩孔、缩松缺陷，在铸造工艺上大都采用冒口和、冷铁和补贴等措施，以实现顺序凝固。
此外，为防止铸钢件产生缩孔、缩松、气孔和裂纹缺陷，应使其壁厚均匀、避免尖角和直角结构、在铸型用型砂中加锯末、在型芯中加焦炭、以及采用空 心型芯和油砂芯等来改善砂型或型芯的退让性和透气性。                           
（1）铸钢的熔点高，相应的其浇注温度也高。高温下钢水与铸型材料相互作用，极易产生粘砂缺陷。因此，应采用耐火度较高的人造石英砂做铸型，并在铸型表面刷由石英粉或锆砂粉制得的涂料。为减少气体来源、提高钢水流动性及铸型强度，大多铸钢件用干型或快干型来铸造，如采用CO2硬化的水玻璃砂型。
 三、 铸钢件的热处理
        铸钢件均应在热处理后使用。因为铸态下的铸钢件内部存在气孔、裂纹、缩孔和缩松、晶粒粗大、组织不均及残余内应力等铸造缺陷，使铸钢件的强度、尤其是塑性和韧性大大降低。
        为细化晶粒、均匀组织及消除内应力，铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢，其机械性能较退火后的高，成本也较低，所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力，只适用于含碳量小于0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好，冷却时不易开裂。为减小内应力，铸钢件在正火后，还应进行高温回火。对于含碳量≥0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件，只能进行退火处理。铸钢件不宜淬火，否则极易开裂。
 四、 铸钢的熔炼
        铸钢的熔炼一般采用平炉，电弧炉和感应炉等。平炉的特点是容量大、可利用废钢作原料、能准确控制钢的成分并能熔炼优质钢及低合金钢，多用于熔炼质量要求高的、大型铸钢件用的钢液。
    三相电弧炉的开炉和停炉操作方便，能保证钢液的成分和质量、对炉料的要求不甚严格、容易升温，故能炼优质钢、高级合金钢和特殊钢等，是生产成型铸钢件的常用设备。
此外，采用工频或中频感应炉，能熔炼各种高级合金钢和碳含量极低的钢。感应炉的熔炼速度快、合金元素烧损小、能源消耗少、且钢液质量高，即杂质含量少、夹杂少，适于小型铸钢车间采用。

精密铸钢

采用先进的水玻璃失蜡铸造工艺，生产普碳钢、低合金钢材质的精密铸钢件,尺寸精度达CT4级，粗糙度公差3.2微米。精密铸钢是指采用铸造方法而生产出来的一种精密铸钢件。精密铸钢主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件
精密铸钢件的热处理由加热、保温和冷却三个阶段组成。其工艺参数的确定，均以保证产品质量和节约成本为依据。
    1、加热  加热是热处理过程中能耗最大的工序。加热过程的主要技术是选择适当的加热方式、加热速率及装料方式。
    (1)加热速率：对于一般中小型精密铸钢件，可以不限制加热速率，采用炉子的最大功率加热。采用热炉装炉可极大地缩短加热时间和生产周期。实际上快速加热条件下，铸件表面与心部之间无显著的温度滞后而缓慢加热将导致生产效率降低、能耗增大以及造成铸件表面严重氧化和脱碳。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、在加热中易生产较大的热应力而导致变形或开裂的铸件，则应控制加热速率。一般可以采取低温慢速加热(600。C以下)或在低、中温区停留一、二次等工艺方法，在高温区仍可以采用快速加热升温。
    (2)加热方式：铸钢件加热方式有辐射加热、盐浴加热和感应加热等。加热方式的选择原则是快速均匀、便于控制及高效低成本。一般应考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求等。
    (3)装料方式：铸件在炉内的堆放方式应予以足够的重视。基本原则是，充分利用有效空间、确保均匀受热条件并防止铸件变形。
    2．保温 铸钢件热处理保温时间的确定应考虑两个方面因素：一是使铸件表面与心部温度均匀一致；二是组织均匀化。因此保温停留时间主要取决于铸件的导热性能、断面壁厚及合金元素等因素。一般合金钢铸件比碳钢铸件需更长的保温时间，铸件壁厚通常是估计保温时间的主要依据。根据经验，每25mm壁厚保温lh。大于25ram者，每增加25ram延长保温时间lh。对于回火处理、时效处理时的保温时间，应考虑热处理的目的、保温温度及元素扩散速度等因素，其保温时间应比正火或淬火时的保温时间长，一般为正火或淬火时保温时间的l．5～2倍。
    3、冷却 精密铸钢件在保温后可采取不同的速率冷却完成钢中相的转变，以获得所要求的金相组织，并达到规定的性能指标。一般说来，加大冷却速率有利于获得良好的组织状态并细化晶粒，从而提高钢的力学性能。但太大的冷却速度容易使铸件产生较大的应力，对于结构复杂的铸件可能导致变形或开裂。回火保温后的冷却方式，一般并元特别严格的要求，只是对一些有回火脆性敏感的低合金铸钢，回火保温后的冷却特别重要，宜采用快冷方式，以便尽快通过回火脆性区，避免降低铸钢的韧性。铸钢件热处理冷却介质常用的有空气、油、水、盐水及熔盐等。