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铸钢的成绩

钢的成绩已由标准组织（如）创建ASTM国际,美国钢铁协会,汽车工程师学会根据特定的化学成分和由此产生的物理性能对钢进行分类。铸造厂可以开发他们自己的内部等级的钢材，以满足用户对特定性能的需求或标准化特定的生产等级。

锻钢的规格经常被用来根据其主要的合金元素对不同的铸造合金进行分类。然而，铸钢不一定遵循锻钢成分。铸钢中硅和锰的含量往往比熟钢高。除了其主要较高水平的硅和锰，合金铸钢使用铝在铸造过程中用于还原氧化的钛和锆。铝主要用作除氧剂，因为它的效果好，成本低。

铸钢生产

铸钢的做法可以追溯到18世纪50年代后期，比西元时期晚得多铸件其他金属。钢的高熔点，以及缺乏熔化和加工金属的技术，延缓了铸钢工业的发展。这些挑战被炉技术的进步所克服。

熔炉是一种内衬耐火材料的容器，里面装着“炉料”，也就是要熔化的材料，并为熔化提供能量。现代铸钢厂有两种炉型:电弧炉和感应炉。

电弧炉

电弧炉通过石墨电极之间的电弧来熔化被称为“热”的金属批。电荷直接在电极之间传递，使其暴露于持续放电产生的热能中。

电弧炉遵循轻触点击操作周期：

1. 装炉
   废钢和合金的负荷被添加到熔炉中。

2. 融化
   钢是通过向炉内供能而熔化的。电能是通过石墨电极提供的，通常是钢冶炼过程中最大的能量来源。化学能是通过氧燃料燃烧器和氧枪提供的。

3. 精制
   在熔化过程中注入氧气以去除杂质和其他溶解气体。

4. De-slagging
   多余的渣通常含有不需要的杂质，在流出之前要从浴液中除去。也可以在浇注前在钢包内进行脱渣。

5. 攻丝（或挖出）
   通过将炉子倾斜并将金属倒入诸如钢包的转印容器中，从炉中取出金属。

6. 炉子转弯
   下一个加料循环的准备工作已经完成。

在该工艺的不同阶段，通常会采取连续的附加步骤，以进一步脱氧钢，并在浇注前从金属中除去渣。钢的化学成分可能需要调整，以适应长时间出钢过程中的合金损耗。

感应炉

感应炉是一种通过感应传递热能的电炉。一个铜线圈包围着不导电的电荷容器，交流电通过线圈在电荷内产生电磁感应。

感应炉能熔化大部分金属，而且熔体损耗很小。缺点是这种金属几乎不可能精炼。与电弧炉不同的是，钢不能变形。

现代钢代厂经常利用再生钢废料降低铸造生产的成本和环境影响。过时的汽车，机械组件和类似物品被分开，大小，并运送到铸造件作为废料。这与内部废料相结合铸件加工并结合各种合金元素来装料熔炼炉。

热处理

铸件凝固后，从模具中取出，并清洗干净后，铸钢的物理性能得到适当的发展热处理。

• 退火
  将铸钢件加热到特定温度，保温一段时间，然后慢慢冷却。

• 正常化
  类似于退火，但钢铸件是在露天冷却，有时用风扇。这有助于铸件获得更高的强度。

• 淬火
  类似于正火，但是使用强制空气的冷却速度要快得多。水或油作为淬火介质。

• 回火(或消除应力)
  用于减轻铸件内部应力的技术。这些应力可能出现在铸造过程中，或在强化或硬化热处理过程中，如正火或淬火。消除应力包括将铸件加热到远低于退火温度的温度，并保持在该温度，然后缓慢冷却。

铸钢检验

钢铸件通常要接受检查，以验证特定的物理性能，如尺寸精度、铸件表面光洁度和内部完整性。此外，化学成分也必须检查。添加少量的合金元素会极大地影响材料的化学成分。铸钢合金易受其化学成分变化的影响，因此在铸造前需要进行化学分析来验证确切的化学成分。一小部分的熔融金属将其倒入模具中进行分析。

尺寸精度

进行尺寸检查，以确保生产的铸件满足客户的尺寸要求和公差，包括公差加工。有时为了测量铸件的内部尺寸，可能需要破坏铸件样品。

表面光洁度的条件

采用铸件表面光洁度检查来探索铸件的外观美观性。他们寻找铸件表面和次表面的缺陷，可能不明显的视觉。铸钢件的表面光洁度可能会受到所使用的图案类型、型砂和模具涂层，以及铸件的重量和清洗方法的影响。

内部质量

所有铸件有一定程度的缺陷存在，并且健全性规范确定可接受的缺陷阈值。规定的最大允许缺陷水平过高将导致更高的废品率和更高的铸造成本。低于最大允许缺陷等级的规格可能导致失效。

铸钢件常见的三种内部缺陷是:

1. 孔隙度
   铸钢件中的空洞，其特点是内墙光滑、有光泽。孔隙度通常是铸造过程中气体释放或气体滞留的结果。

2. 夹杂物
   铸件中的异物碎片。夹杂物可以是金属的、金属间的或非金属的。夹杂物可能来自模具内部(碎片、沙子或芯材)，也可能在铸件浇注过程中进入模具。

3. 收缩
   铸件内部的空缺或低密度区域。它是由于在凝固过程中没有足够的金属原料来供给熔化的材料岛。缩孔的特点是内部表面粗糙结晶。

化学分析

铸造钢的化学分析通常通过湿化学分析方法或分批化学方法进行。湿化学分析最常用于确定小标本的组成，或验证产量后的产品分析。比较的是，用光谱仪进行分析非常适合于常规和快速测定繁忙的生产铸造厂环境中较大样本的化学成分。铸造厂能够在热和产品层面进行化学分析。

热分析

在热分析过程中，一小部分铸钢液从炉中舀出来，让其凝固，然后用光谱化学分析对其化学成分进行分析。如果合金元素成分不正确，可在浇注前在炉内或钢包内快速调整。一旦正确，热分析通常被认为是对整个金属热组成的准确描述。然而，由于合金元素的偏析和钢的热量需要的时间，化学成分的变化是预料之中的。某些元素在浇注过程中可能发生氧化。

产品分析

对特定化学分析验证进行产品分析，因为浇注的单个铸件的组成可能并不完全符合适用的规范。即使将产物从热分析正确的钢的热量倒出，也可以发生这种情况。行业实践和标准确实允许热分析和产品分析之间的一些变化。

铸钢测试

通过改变铸钢的组合物和热处理，可以实现各种机械性能，通过改变铸钢的组成和热处理来实现碳和合金钢铸件。铸造厂在产品完成之前，使用专门的测试方法检查机械性能。

说到铸钢检测，工业上使用的检测有两种:破坏性检测和非破坏性检测。破坏性的测试要求破坏一个测试铸件，以视觉上确定一个零件的内部健全性。这种方法只提供测试件的状态信息，而不能保证其他件是完好的。非破坏性测试用于验证铸件的内部和外部声音而不会损坏铸造本身。一旦铸件通过测试，它可以用于其预期的应用。

拉伸性能

钢铸件的拉伸性能是铸造能力在缓慢的负载条件下承受载荷的能力。使用代表性的浇铸样品测量拉伸性质，该浇铸样品受到受控拉伸的拉伸力，施加在拉伸棒的任一端 - 直至发生故障。在发生故障时，检查拉伸性能。