不銹鋼的零部件鑄造大多是采用電弧爐或感應(yīng)爐冶煉，利用砂型、陶瓷型或熔模等各種鑄造方法，直接鑄造出接近于成品形狀的鑄件。相同成分的材料直接鑄造成零部件可改善其某些性能，降低成本，簡化工藝，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
一般情況下，鑄造零部件與采用鍛、軋工藝生產(chǎn)的零件相比，具有更高的抗冷、熱疲勞裂紋的性能。由于鑄造零件沒有明顯的組織方向性，所以不存在鍛、軋狀態(tài)的各向異性問題，因此在熱處理過程中，變形比較均勻，尺寸容易控制，加工余量較小。
不銹鋼鑄造工藝常常用于鑄造在腐蝕介質(zhì)中工作的泵殼、閥、葉輪等，形狀復(fù)雜的零部件也廣泛采用鑄造不銹鋼。
用于耐腐蝕的鑄造不銹鋼化學(xué)成分和普通不銹鋼化學(xué)成分略有不同，鑄造不銹鑄鋼的鉻含量在12%(質(zhì)量分數(shù)）以上，為的是在其鑄造表面形成鈍化膜，提高鋼的耐蝕性。碳含量對鋼的強度和耐蝕性影響很大，鑄造用不銹鋼的碳含量一般低于0.20%,有的低至0.03%。
合金在鑄造過程中表現(xiàn)出的性能主要有充型能力和收縮性。
鑄鋼是在凝固過程中不經(jīng)歷共晶轉(zhuǎn)變的用于生產(chǎn)鑄件的鐵基合金的總稱，是鑄造合金的一種。鑄鋼分為鑄造碳鋼、鑄造低合金鋼和鑄造特種鋼三類。不銹鋼是其第三類，即鑄造特種鋼。為適應(yīng)特殊需要而煉制的合金鑄鋼，品種繁多，通常含有一種或多種高含量的合金元素，以滿足獲得某種特殊性能的需要。例如，含錳11%~14%的高錳鋼，就具有耐沖擊和耐磨損的性能，多用于礦山機械、工程機械的耐磨零件。以鉻或鉻－鎳為主要合金元素的各種不銹鋼，用于有腐蝕或溫度在650℃以上的高溫環(huán)境中工作的零件，如化工用閥體、泵、容器或大容量電站的汽輪機殼體等。
1. 奧氏體不銹鋼鑄造
鑄造奧氏體不銹鋼，由于其耐蝕性優(yōu)于鑄造馬氏體不銹鋼和鑄造鐵素體不銹鋼，因而得到廣泛應(yīng)用。國家標準 GB/T 2100-2002中的20種耐蝕鑄鋼中就有14種奧氏體不銹鋼，其產(chǎn)量及用量約占不銹鋼鑄鋼的80%以上。經(jīng)典的第一代奧氏體不銹鑄鋼為18-8型鋼，其含鉻約18%(質(zhì)量分數(shù)）左右，含鎳8%~10%(質(zhì)量分數(shù)），如 ZG03Cr18Ni10、ZG03Cr18Nil0N、ZG09Cr19Ni9、ZG08Cr19Ni10N等，是最典型、最基本的代表性鋼種，其他奧氏體不銹鑄鋼均是在18-8型鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。奧氏體鑄造不銹鋼也和奧氏體不銹鋼一樣，分為鉻－鎳奧氏體不銹鑄鋼和無鎳、低鎳奧氏體不銹鑄鋼。
a. 鉻-鎳奧氏體不銹鋼的鑄造特性
鉻－鎳奧氏體不銹鑄鋼具有很高的耐蝕性，與其他類不銹鑄鋼相比，其耐蝕性是最好的一類。該類鋼具有優(yōu)良的韌性和塑性，易于加工成各種形狀的零件，在熱處理加熱時不發(fā)生α=y相變，并具有優(yōu)良的焊接性。這類鋼的主要缺點是價格較貴。但由于它具有最好的耐蝕性，仍然是鑄造不銹鋼中使用最廣泛的一類鋼。國家標準中的14種奧氏體不銹鑄鋼全部是鉻－鎳奧氏體不銹鑄鋼。
b. 鉻-錳-氮奧氏體不銹鑄鋼的特性
鉻－錳－氮奧氏體不銹鑄鋼是無鎳和低鎳奧氏體不銹鑄鋼，雖然在新的國家標準中沒有，但傳統(tǒng)的奧氏體不銹鑄鋼有ZG10Cr17Mn13N、ZG10Cr17Mn13M02N、ZG10Cr17Mn13M02CuN、ZG10Cr17Mn13M02Cu2N和ZG10Cr17MnNi3M03Cu2N等。
該類鋼以強烈形成奧氏體的元素錳和氮取代高含量的鎳，并加入鉬、銅等，以提高鋼的耐蝕性。其耐蝕性略低于鉻－鎳奧氏體不銹鑄鋼，但強度比鉻－鎳奧氏體不銹鑄鋼高。
鉻－錳－氮鑄造不銹鋼應(yīng)進行1100℃水淬處理，使碳化物固溶以提高其耐蝕性金相組織為奧氏體和少量鐵素體（5%~20%)的復(fù)相組織。鋼的流動性好，鑄造時氣孔敏感性較大，造型宜用干型，并用鉻礦砂、鋯砂等涂料。鋼的鑄造體收縮較大，如ZG10Cr17Mn13M02Cu2N在1475℃澆注體積總收縮為5.7%,鑄造收縮率取2.2%~2.3%.這類鑄鋼的焊接性良好，可在室溫下焊接。
2. 馬氏體不銹鋼鑄造
ZG15Cr12、ZG20Cr13、ZGCr12NiMo、ZGCr12Ni4(QT1)、ZGCr12Ni4(QT2)和ZGCr16Ni5Mo等馬氏體鑄造不銹鑄鋼耐大氣腐蝕性較好，經(jīng)熱處理和拋光后最穩(wěn)定。ZG20Cr13鋼的耐蝕性和強度、硬度較ZG15Cr12鋼稍高。這兩種鑄鋼及其他鑄造馬氏體鋼，用于承受沖擊載荷和要求韌性，并在腐蝕性不強及常溫下的有機酸水溶液，或者要求防污染的介質(zhì)中工作的零件。例如在維尼綸工業(yè)中，可用于聚乙烯醇、醋酸乙烯、醋酸甲酯、醋酸鈉溶液等介質(zhì)；在尿素工業(yè)中，可用于含硫化氫、尿素母液等介質(zhì)，也可用于制造水輪機轉(zhuǎn)輪（葉片）和水壓機閥等。
鑄造馬氏體不銹鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理（1050℃水冷或油淬，750℃回火）后得到鐵素體和索氏體組織。在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下鑄件有較好的耐蝕性和綜合力學(xué)性能。某些較大的復(fù)雜鑄件不宜調(diào)質(zhì)處理時，也可進行退火處理，退火后的組織為鐵素體和珠光體。ZG20Cr13鋼的熔點為1480~1510℃,鑄造時流動性較差，應(yīng)提高澆注溫度和澆注速度。焊接性尚可，焊補時應(yīng)將鑄件預(yù)熱到200~300℃,焊后應(yīng)進行退火熱處理。
3. 鐵素體不銹鋼鑄造
典型鑄造鐵素體不銹鋼ZG10Cr17具有良好的耐酸性，其他類鑄造鐵素體不銹鋼是在ZG10Cr17鋼的基礎(chǔ)上適當(dāng)加入鉬、硅、鈮等可提高鑄鋼耐蝕性的元素，加入鈦可細化晶粒，加人稀土可改善鑄造性能。鐵素體鑄造不銹鑄鋼在氧化性酸類，特別是硝酸溶液中有良好的耐蝕性；隨著鋼中鋁、鉬、硅、鈮等含量的提高，耐蝕性增加。但是鑄造鐵素體不銹鋼的力學(xué)性能較差，特別是韌性低，只適用于載荷較低、無沖擊載荷的場合，影響了其應(yīng)用。雖然在一些硝酸生產(chǎn)廠家仍在應(yīng)用，但未納人新的國家標準。
鑄造鐵素體不銹鋼大多在消除應(yīng)力退火后使用，退火后的組織為鐵素體和碳化物，一般在750~800℃退火，爐冷到550℃出爐空冷。當(dāng)加熱到850℃以上時，鋼有晶粒強烈長大的傾向。在450~510℃長期加熱會產(chǎn)生475℃脆性。為了細化晶粒，可在鋼中加入鈦、氮等元素。鋼的流動性隨碳、鉻、錳、硅含量的增加而提高。焊接性尚可，焊補時鑄件應(yīng)預(yù)熱到300~400℃,焊后應(yīng)進行退火熱處理。
鐵素體不銹鋼的鑄造性能較差，鑄造收縮率一般為1.4%~1.6%,鑄造時晶粒粗大。鉻含量很高的鐵素體不銹鋼，如2GCr28鋼鑄造時，鑄件的熱裂傾向性大。
