低碳钢铸造(低碳钢铸造性能)

1. 低碳钢铸造性能

低碳钢必须保证符合国家标准GB/T 700-2006《碳素结构钢》。Q235B是国内最常见的钢材之一，价格低廉，能够胜任大多数对性能要求不高的产品。

Q235B有一定的伸长率、强度，良好的韧性和铸造性，易于冲压和焊接，广泛用于一般机械零件的制造。主要用于建筑、桥梁工程上质量要求较高的焊接结构件。

2. 低碳钢铸造性能指标

一，含碳量小于百分之0.25的钢为低碳钢，主要用于制作冲压件，焊接件及强度不高的机械零件及渗碳件。如垫圈，销子，小轴等。二，含碳量百分之0.25～0.6的为中碳钢。这类钢有较高的强度和硬度。主要用于制作受力较大的机械零件。如连杆，齿轮，曲轴等。三，含碳量大于百分之0.6的为高碳钢。这类钢有高硬度和强度，弹性好。主要用于制作具有高强度，耐磨性和弹性的零件。如汽门弹簧，板簧，弹簧垫圈等。

3. 低碳铸钢组织

所谓C级钢，一般特指机械性能和化学成分均达到美国铁路协会（AAR）AAR-M-201和AAR-M-211C级钢标准的钢材。从1962年开始，美国经AAR批准的货运列车，所有车钩均采用C级钢。为满足铁路高速重载运输的需求，C级钢正逐步取代传统使用的普通碳素铸钢，成为我国铁路货车车钩的主导材料。

美国专利US5482675涉及的一种高强度、细晶粒的中低碳合金钢铁，铸钢成分：C 0.15-0.21%，Si 0.35-0.65%，Mn 0.90-1.30%，S£0.025%，P£0.025%，Cr 0.25-0.60%，Mo 0.10-0.30%，余量为Fe和杂质，采用适当的淬火和回火温度，可使钢材的强度、塑性和低温韧性符合AAR-M-201标准对C级钢的的要求。

欧洲专利EP1306458公开的一种耐 腐蚀、耐应力腐蚀破裂并具有适当的强度和韧性平衡的透平转子钢材，其含有（重量%）C：0.01-0.10%，Si：0.01-0.50%，Mn：0.1-1.0%， Cr：9-13%，Ni：2-7%，Mo 0.3-3%，N：0.01-0.10%，此外还含B：0.0005-0.005%、Ca：0.001-0.009%、稀土元素：0.003-0.03%中的任何一种以上，其余为Fe和杂质。该合金钢的热处理采用淬火后于500-700℃进行两次以上的回火。

选用合适的成分配比，可使该钢材料的抗拉强度、屈服点和断后伸长率达到AAR对C级钢的要求。 我国对低合金高强度的铸钢材料的开发历史还不长，目前研制的C级钢主要有ZG24SiMnVTi、ZG25MnCrNiMo和ZG32MnMoNiCu等三个钢种。 其中，ZG24SiMnVTi系铸钢材料采用正火+回火的热处理方式，力学性能指标： σb 688.8MPa，σS 472.3MPa，δ4 24.3%，Ψ 54%，Akv(常温) 71.8J/cm2， 钢材料的强度和塑性达到了AAR对C级钢的要求。

戚墅堰机车车辆工艺研究所开发的ZG25MnCrNiMo C级钢，钢材成分： C 0.25%，Si 0.36%，Mn 1.36%，S 0.031%，P 0.028%，Cr 0.42%，Ni 0.43%，Mo 0.21%，Cu 0.10%，采用正火+回火的热处理方式，力学性能指标： σb 640MPa，σS 470MPa，Ψ 51%， Akv(-18℃) 43J，44J，49J(平均为45.3J)，Akv(-40℃) 27J，35J，38J(平均为33.3J)， ZG25MnCrNiMo铸钢克服了ZG24SiMnVTi铸钢的铸造性能差、可焊性不好和裂纹敏感等缺点，具有良好的机械性能和焊接性能。

内蒙古第一机械制造厂研制的ZG32MnMoNiCu钢车钩材料含有Mo、Ni、Cu等合金元素，采用淬火+回火的热处理方式，属于调质C级钢，其力学性能指标： σb 623MPa，σS 417MPa，δ4 22%，Ψ 45%，Akv(-40℃) 27J。

4. 铸铁和低碳钢的机械性能

低碳钢拉伸实验应力应变曲线可以看出，低碳钢拉伸破坏过程有明显的四个阶段:弹性阶段，屈服阶段，强化阶段，劲缩阶段。

铸铁拉伸实验应力应变曲线可知，铸铁拉伸破坏没有屈服阶段，弹性阶段很快达到强度极限。

所以说，低碳钢与铸铁拉伸时的力学性能不同之处:破坏时低碳钢有较明显变形属于塑性破坏。破坏时，铸铁没有明显变形，破坏突然属于脆性破坏。

5. 碳钢的铸造性能

WCB是碳钢的一种,铸钢。

　　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

　　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。

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