铸钢一般应用于什么场合？其牌号由哪几部分构成？试举例说明各部分含义

铸钢（cast steel）铸钢是在凝固过程中不经历共晶转变的用于生产铸件的铁基合金的总称。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。铸钢是以铁、碳为主要元素的合金，碳含量0-2%。铸钢又分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。①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。②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。 铸钢[2]③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。编辑本段熔炼方法钢水经脱氧、出气或经abd\cod等精炼工艺处理，再浇注铸件。造型、制芯常采用水玻璃砂、树脂砂工艺。水玻璃吹二氧化碳工艺由于水玻璃加入量高，溃散性差，旧砂不能再生，已面临被淘汰；碱性酚醛树脂自硬砂无磷、无硫、工艺性能好，推广应用前景好；酯硬化水玻璃自硬砂无毒、无味、旧砂可再生回用，现已在铁道部、冶金部、通用机械广泛应用，生产出几公斤到几百吨的铸钢件。[3]编辑本段特点304 316铸钢是目前应用最为广泛的不锈钢304,c≤0.08 ni8.00～10.00 cr18.00～20.00，mn<=2.0si<=1.0 s<=0.030 p<=0.035304lc≤0.03其他的元素与304相同304 316是奥氏体铸钢，无磁性或者弱磁性，430 403 410 这些是奥氏体-铁素体不锈钢 有磁性。编辑本段优点钢铸件的优点[4]1. 更大的设计灵活性这种设计有与对铸件形状和大小有最大的选择自由度，尤其是复杂的形状和空心部分，而且钢铸件可以由核心铸件的独特工艺制造。易成型和易改变形状并可以快速根据图纸制作出成品可以提供快速响应并缩短交货时间。2. 冶金制造最强的灵活性和可变性你可以选择不同的化学成分和组织结构来满足不同项目的需求。不同的热处理工艺可以选择力学性能而且可在大范围内使用该属性并提高可焊性和可使用性。3. 提高整体结构强度由于项目可靠性高，再加上减重设计和较短的交货时间，可在价格和经济方面提高竞争优势。4. 大范围的重量变化小型钢铸件有可能仅有10克，而大型钢铸件可达数吨，几十甚至数百吨。与锻钢部件相比：钢铸件的力学性能在各个方向相差不大，比锻钢零件占优。设计师在进行一些高科技产品的设计时必须在三个方向上考虑材料的性能，这样的就突出了铸件的优势。不考虑重量、体积和一次所制量，钢铸件很容易做出复杂的形状和非应力集中部件。与焊接结构相比：在形状和大小方面，焊接结构的灵活性比锻钢零件强，但与钢铸件相比，有仍然以下缺点：1) .在焊接过程中容易变形。2) .很难形成流线型结构。3) .焊接过程中内部应力高。4) .焊缝影响部件的外观和可靠性。与铁铸造和其他合金铸件相比：钢铸件可用于各种各样的工作条件，且力学性能优于其他合金铸件。当我们需要高拉伸强度或动态载荷部件、重要的压力容器铸件和在低或高温下承担重负荷的核心部件时，原则上，我们应该优先使用钢铸件。然而，钢铸件的吸振性、耐磨性和机动性不如铁铸件，而且，成本也比铁铸件高用以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类。①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。②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。③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1 铸件表面及近表面缺陷的检测1 液体渗透检测 　液体渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷，如表面裂纹、表面**等肉眼难以发现的缺陷。常用的渗透检测是着色检测，它是将具有高渗透能力的有色（一般为红色）液体（渗透剂）浸湿或喷洒在铸件表面上，渗透剂渗入到开口缺陷里面，快速擦去表面渗透液层，再将易干的显示剂（也叫显像剂）喷洒到铸件表面上，待将残留在开口缺陷中的渗透剂吸出来后，显示剂就被染色，从而可以反映出缺陷的形状、大小和分布情况。需要指出的是，渗透检测的精确度随被检材料表面粗糙度增加而降低，即表面越光检测效果越好，磨床磨光的表面检测精确度最高，甚至可以检测出晶间裂纹。除着色检测外，荧光渗透检测也是常用的液体渗透检测方法，它需要配置紫外光灯进行照射观察，检测灵敏度比着色检测高。2 涡流检测 　涡流检测适用于检查表面以下一般不大于6～7mm深的缺陷。涡流检测分放置式线圈法和穿过式线圈法2种。：当试件被放在通有交变电流的线圈附近时，进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈涡流状流动的电流（涡流），涡流会产生一与激励磁场方向相反的磁场，使线圈中的原磁场有部分减少，从而引起线圈阻抗的变化。如果铸件表面存在缺陷，则涡流的电特征会发生畸变，从而检测出缺陷的存在，涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的缺陷大小和形状，一般只能确定出缺陷所在表面位置和深度，另外它对工件表面上小的开口缺陷的检出灵敏度不如渗透检测。3 磁粉检测 　磁粉检测适合于检测表面缺陷及表面以下数毫米深的缺陷，它需要直流（或交流）磁化设备和磁粉（或磁悬浮液）才能进行检测操作。磁化设备用来在铸件内外表面产生磁场，磁粉或磁悬浮液用来显示缺陷。当在铸件一定范围内产生磁场时，磁化区域内的缺陷就会产生漏磁场，当撒上磁粉或悬浮液时，磁粉被吸住，这样就可以显示出缺陷来。这样显示出的缺陷基本上都是横切磁力线的缺陷，对于平行于磁力线的长条型缺陷则显示不出来，为此，操作时需要不断改变磁化方向，以保证能够检查出未知方向的各个缺陷。2 铸件内部缺陷的检测 　对于内部缺陷，常用的无损检测方法是射线检测和超声检测。其中射线检测效果最好，它能够得到反映内部缺陷种类、形状、大小和分布情况的直观图像，但对于大厚度的大型铸件，超声检测是很有效的，可以比较精确地测出内部缺陷的位置、当量大小和分布情况。1 射线检测（微焦点xray） 　射线检测，一般用x射线或γ射线作为射线源，因此需要产生射线的设备和其他附属设施，当工件置于射线场照射时，射线的辐射强度就会受到铸件内部缺陷的影响。穿过铸件射出的辐射强度随着缺陷大小、性质的不同而有局部的变化，形成缺陷的射线图像，通过射线胶片予以显像记录，或者通过荧光屏予以实时检测观察，或者通过辐射计数仪检测。其中通过射线胶片显像记录的方法是最常用的方法，也就是通常所说的射线照相检测，射线照相所反映出来的缺陷图像是直观的，缺陷形状、大小、数量、平面位置和分布范围都能呈现出来，只是缺陷深度一般不能反映出来，需要采取特殊措施和计算才能确定。现在出现应用射线计算机层析照相方法，由于设备比较昂贵，使用成本高，目前还无法普及，但这种新技术代表了高清晰度射线检测技术未来发展的方向。此外，使用近似点源的微焦点x射线系统实际上也可消除较大焦点设备产生的模糊边缘，使图像轮廓清晰。使用数字图像系统可提高图像 的信噪比，进一步提高图像清晰度。编辑本段安全生产技术按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。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。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**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。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。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。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。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。编辑本段铸钢的分类按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢和合金铸钢两大类。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。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。 铸钢件编辑本段铸钢件产量2011年1-10月份**铸钢件产量为9020786吨，其中10月份铸钢件产量为970123.5吨。2012年我国铸钢件总产量较2011年有所增长，这对于国内相关下游企业的需求有很大的帮助。据悉，2012年12月份，我国生产铸钢件量为99.99万吨，同比增长了1.34 %；2012年1月份至12月份，全国铸钢件生产总产量达到1106.8万吨，同比增长了11.56 %。从各省市的铸钢件产量来看，2012年1月份至12月份，河南省铸钢件的总产量达到236.18万吨，同比增长了4.64 %，占全国总产量的21.34 %。紧随其后的是江苏省、辽宁省以及安徽省，分别占总产量的10.82 %、8.04 %以及6.91 %。2012年，江苏铸钢件总产量为1198067.098吨，全年增长率为46.36%，其中十二月份铸钢件产量为78662.56吨，同比增长2.05%，总体产量呈增长趋势；[1]2012年，河南省铸钢件总产量为2361794.41吨，全年增长率为4.64%，其中十二月份铸钢件产量同期有所下降，产量为214066.79吨，同比下降4.03%，其总体产量呈增长趋势。2012年，湖北省铸钢件总产量为221702.4吨，产量同比下降1.93%，其中12月份产量为24500.89吨，产量同比下降6.04%。2012年1-12月份，广西铸钢件产量为572113.51吨。去年，北京市铸钢件年产总量为10923.36吨，增长0.72%，其中，十二月份产量为1181.67吨，同比增长7.19%。2012年，天津市铸钢件总产量43251.07吨，其中12月份产量为3861.32吨，同比产量下降24.59%。2012年我国多数省区铸钢件产量都呈现下降趋势，以广东地区为例，去年一到十二月份全省铸钢件总产量为207464.08吨，同比铸钢件产量下降10.88%，其中十二月份铸钢件产量为19347.08吨，同比产量下降5.54%。2013年1月份至2月份广西地区的铸钢件产量为34074.6吨，同比增长了0.02%，增长幅度不明显。2013年1月份至2月份吉林省铸钢件为29338吨，同比下降34.24%，下降幅度较大，铸钢企业接单不佳，订单多以年前订单为主，整体市场疲软不堪。2013年1-2月安徽省铸钢件为113911.77吨，同比下降1.99%。2013年1-2月份四川地区铸钢件产量为102207.59吨，同比2012年下降了1.58%。2013年1-2月我国铸钢件总产量为159.37万吨，同比2012年下降了3.89%，从各省市的产量来看，2013年1-2月河南省铸钢件的产量为36.95万吨，同比下降了12.43%，占全国总产量的23.19%。紧随其后的是江苏省、辽宁省和安徽省，分别占总产量的11.04%、9.60%和7.15%。2013年1-2月宁夏铸钢件为6241.84吨，同比下降27.1%。编辑本段铸钢件的制造技术对于强度、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，占铸钢总产量的80%以上。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**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。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。编辑本段铸钢件工艺要点铸钢件造型工艺的基本原则：质量要求高的面或主要加工面应放在下面；大平面应放在下面；薄壁部分应放在下面；厚大部分应放在上面；应尽量减少砂芯的数量；应尽量采用平直的分型面。铸钢件造型工艺的基本要求：木模：要求轮廓完整，无裂纹、无破损、无残缺，表面光洁，尺寸符合铸造工艺图纸要求，并经常进行尺寸校验。砂箱：砂箱的尺寸大小应根据木模规格确定，大、中型砂箱应焊接箱筋。 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