不锈钢的铸造零部件是采用电弧炉或感应炉冶炼，利用砂型、陶瓷型或熔模等各种铸造方法直接铸造出接近于成品形状的铸件。相同成分的材料直接铸造成零部件可改善某些性能，降低成本，简化工艺，提高企业的经济效益。


  不锈钢铸造加工工艺常常用于在腐蚀介质中工作的泵壳、阀、叶轮等，形状复杂的零部件广泛采用的铸造不锈钢。用于耐腐蚀铸造的不锈钢化学成分和普通不锈钢化学成分略有不同，铸造不锈铸钢的铬含量（质量分数）在12％以上，在金属表面形成钝化膜，提高钢的耐蚀性。碳含量对钢的强度和耐蚀性影响很大，铸造不锈钢的碳含量一般低于0.20％，有的低至0.03％。


  不锈钢的铸造性能是指氧化性、吸气性、流动性、收缩、偏析等。如果熔化时合金不易氧化、熔液不易吸气，浇注时合金熔液容易充满型腔；凝固时铸件不易产生缩孔，而且化学成分均匀；冷却时铸件就不会发生变形和开裂，这样的不锈钢就被认为是具有良好的铸造性能。


  不锈钢在铸造过程中表现出来的性能主要有充型能力和收缩性。


一、奥氏体不锈钢的铸造


   铸造奥氏体不锈钢，由于其耐蚀性优于铸造马氏体不锈钢和铸造铁素体不锈钢，因而得到广泛应用。GB/T 2100-2002国家标准中的20种耐蚀铸钢中就有14种奥氏体不锈钢，其产量及用量约占不锈钢铸钢的80％以上。经典的第一代奥氏体不锈铸钢称18-8钢，含铬18％左右，含镍8％～10％，如 ZG03Cr18Ni10、ZG03Cr18Ni10N、ZG09Cr19Ni9、ZG08Cr19Ni10N等，是最典型最基本的代表性钢种，其他奥氏体不锈铸钢均是在18-8钢的基础上发展起来的。奥氏体不锈铸钢也和奥氏体不锈钢一样，分为铬镍奥氏体不锈铸钢和无镍、低镍奥氏体不锈铸钢。


 1. 铬镍奥氏体不锈钢的铸造特性


   铬镍奥氏体不锈铸钢具有很高的耐蚀性，与其他类不锈铸钢相比，其耐蚀性是最好的一类。该类钢具有优良的韧性和塑性，易于加工成各种形状的零件，在热处理加热时不发生α→γ相变，并具有优良的焊接性。这类钢的主要缺点是价格较贵。但由于它具有最好的耐蚀性，仍然是铸造不锈钢中使用最广泛的一类钢。国家标准中的14种奥氏体不锈铸钢全部是铬镍奥氏体不锈铸钢。


 2. 铬锰氮奥氏体不锈铸钢的特性


   铬锰氮奥氏体不锈铸钢是无镍和低镍奥氏体不锈铸钢，虽然在新的国家标准中没有，但传统的奥氏体不锈铸钢有ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13Mo2N、ZG10Cr17Mn13Mo2CuN、ZG10Cr17Mn13Mo2Cu2N和ZG10Cr17MnNi3Mo3Cu2N等。


   该类钢以强烈形成奥氏体元素锰和氮取代高含量的镍，并加入钼、铜等，以提高钢的耐蚀性。其耐蚀性略低于铬镍奥氏体不锈铸钢，但强度比铬镍奥氏体不锈铸钢高。


   铬锰氮铸造不锈钢应进行1100℃水淬处理，使碳化物固溶以提高其耐蚀性金相组织为奥氏体和少量铁素体（5％～20％）的复相组织。钢的流动性好，铸造时气孔敏感性较大，造型宜用干型，并用铬矿砂、锆砂等涂料。钢的铸造体收缩较大，如ZG10Cr17Mn13Mo2Cu2N在1475℃浇注体积总收缩为5.7％。铸造收缩率取2.2％～2.3％。这类铸钢的焊接性良好，可在室温下焊接。



二、 铁素体不锈钢的铸造


   典型铸造铁素体不锈钢ZG10Cr17具有良好的耐酸性，其他类铸造铁素体不锈钢是在ZG10Cr17钢的基础上适当加入钼、硅、铌等可提高铸钢的耐蚀性的元素，加入钛可细化晶粒，加入稀土可改善铸造性能。铁素体铸造不锈铸钢在氧化性酸类，特别是硝酸溶液中有良好的耐蚀性；随着钢中铝、钼、硅、铌等含量的提高，耐蚀性增加。但是铸造铁素体不锈钢的力学性能较差，特别是韧性低，只适用于载荷较低、无冲击载荷的场合，影响了其应用。虽然在一些硝酸生产厂家仍在应用，但未纳入新的国家标准。


   铸造铁素体不锈钢大多在消除应力退火后使用，退火后的组织为铁素体和碳化物，一般在750～800℃退火，炉冷到550℃出炉空冷。当加热到850℃以上时，钢有晶粒强烈长大倾向。在450～510℃长期加热会产生475℃脆性。为了细化晶粒，可在钢中加入钛、氮等元素。钢的流动性随碳、铬、锰、硅含量的增加而提高。焊接性尚可，焊补时铸件应预热到300～400℃，焊后应进行退火热处理。


   铁素体不锈钢的铸造性能较差，铸造收缩率一般为1.4％～1.6％，铸造时晶粒粗大。铬含量很高的铁素体不锈钢，如2GCr28钢铸造时，铸件的热裂倾向性大。



三、马氏体不锈钢的铸造


   ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4（QT2）和ZGCr16Ni5Mo等马氏体不锈铸钢耐大气腐蚀性较好，经热处理和抛光后最稳定。ZG20Cr13钢的耐蚀性和强度、硬度较ZG15Cr12钢稍高。这两种铸钢及其他铸造马氏体钢，用于承受冲击载荷和要求韧性，并在腐蚀性不强及常温下的有机酸水溶液，或者要求防污染的介质中工作的零件。例如，在维尼纶工业中，可用于聚乙烯醇、醋酸乙烯、醋酸甲酯、醋酸钠溶液等介质；在尿素工业中，可用于含硫化氢、尿素母液等介质，也可用于制造水轮机转轮（叶片）和水压机阀等。


   铸造马氏体不锈钢经调质处理（1050℃水冷或油淬，750℃回火）后得到铁素体和索氏体组织。在调质状态下铸钢有较好的耐蚀性和综合力学性能。某些较大的复杂铸件不宜调质处理时，也可进行退火处理，退火后的组织为铁素体和珠光体。ZG20Cr13钢的熔点为1480～1510℃，铸造时流动性较差，应提高浇注温度和浇注速度。焊接性尚可，焊补时应将铸件预热到200～300℃，焊后应进行退火热处理。