2.實際應(yīng)用舉例

以國家體育場體育場節(jié)點為例：首先，節(jié)點外型復(fù)雜，節(jié)點材料屬于結(jié)構(gòu)碳鋼，此材料使用鑄造工藝可提高效率、節(jié)約成本。節(jié)點產(chǎn)品使用環(huán)境特殊，要求使用壽命長、不易更換、安全系數(shù)高、抗震。所以材料抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、抗沖擊性能等綜合性能要有嚴(yán)格要求，從而對化學(xué)成分也有嚴(yán)格規(guī)定。

3.1 G20Mn5QT的熱處理性能

本件含碳量在0.2%左右，在熱處理中達(dá)到正火溫度后，也就是使組織達(dá)到γ相區(qū)，此時基本組織為γ相或者說奧氏體，隨著溫度降低，組織向α相轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)棣凌F，但是Mn和Ni都有擴(kuò)大γ相區(qū)的作用，能使在常溫下獲得奧氏體組織，所以含碳0.2%的鋼通過正火、回火處理后，組織存在相當(dāng)數(shù)量的奧氏體和鐵素體，所以材料具有很好的延伸率和沖擊韌性。Mn、Ni不僅有擴(kuò)大γ相區(qū)的作用，并都有提高強(qiáng)度的作用。鐵素體、奧氏體自身的強(qiáng)度都比較低，都不超過400MPa，但是由于有Mn、Ni、Si的存在，使機(jī)械性能得到改善，強(qiáng)度提高，綜合性能滿足要求。

3.2 G20Mn5QT的鑄造性能

合金元素對鑄造性能具有影響，首先是C，C有利于改善鋼水的流動性，但本產(chǎn)品C含量低，只有0.2%，所以對鋼水的流動性不利。Si能降低熔點，改善流動性，本產(chǎn)品含硅量為0.6%，含量不高，Si有良好的脫氧作用，鋼水流動性會有所改善，Mn有縮小結(jié)晶范圍，提高流動性的作用，但Mn增加體收縮和線收縮，增加冷、熱裂傾向。P能改善流動性，但也增大冷、熱裂傾向，S降低流動性，增大冷熱裂傾向，本產(chǎn)品P、S含量很低，影響自然比較小。但綜合上述影響比較大的當(dāng)屬C、Si、Mn，綜合比較，鑄造性能不屬于很不好，只要合理設(shè)計鑄造工藝，嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，就能生產(chǎn)出性能合格、外觀完美的節(jié)點產(chǎn)品。

3.3 采用鑄造合金鋼的優(yōu)點

鑄鋼件不論其重量大小，批量多少，均易于按設(shè)計者的構(gòu)思制成具有合理外形和內(nèi)部輪廓、剛度高、形狀復(fù)雜且應(yīng)力集中不顯著的零件。單件或小量生產(chǎn)時，可用木模具或聚苯乙烯氣化模具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短，生產(chǎn)成本低。批量生產(chǎn)時，可用塑料或金屬模具，并用適當(dāng)?shù)脑煨凸に嚕�是鑄件具有符合要求的尺寸精度和表面質(zhì)量。這些優(yōu)點是用其他方法制作難以達(dá)到的。

4.結(jié)論

節(jié)點產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求嚴(yán)格，是因為它的重要。對于如此重要的產(chǎn)品要了解每一個細(xì)節(jié)，對元素的含量及作用要了解，對它的性能要了解，對它的使用及環(huán)境要了解，總之，對所有應(yīng)了解的東西都了解后，才能設(shè)計合理的鑄造工藝，和合理的澆注系統(tǒng)。每個產(chǎn)品都可以設(shè)計出多種工藝方案，每一種方案都能生產(chǎn)出合格鑄件，但哪種方案成品率高，節(jié)約工時材料，降低成本，提高效率，區(qū)別可能是很大的，所以我們要分析產(chǎn)品，從產(chǎn)品的每一個細(xì)節(jié)著手，包括材料，外形，精度要求等等，根據(jù)各廠條件制定出一套完整、可行、好的工藝。綜上所述采用G20Mn5QT作為節(jié)點材料，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚硗耆�能夠達(dá)到節(jié)點的機(jī)械性能要求，通過合理的鑄造工藝也能生產(chǎn)出高品質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點鑄件。

鑄鋼節(jié)點的選材應(yīng)應(yīng)遵循技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則，綜合考慮結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特性、節(jié)點形式、應(yīng)力狀態(tài)、鑄件厚度、工作環(huán)境和鑄造工藝等多種因素，選用適當(dāng)?shù)蔫T鋼牌號與熱處理工藝。

2. 焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點的鑄件材料應(yīng)采用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《焊接結(jié)構(gòu)用碳素鋼鑄件》GB/T7659規(guī)定的ZGH、ZGH鑄鋼或G17Mn5QT、G20Mn5N、G20Mn5QT鑄鋼。當(dāng)有依據(jù)時，也可選用其它牌號的鑄鋼。

3. 非焊接用鑄鋼節(jié)點的鑄件材料可選用符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T11352的ZGZGZGZG等牌號鑄鋼，并符合非焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼牌號的化學(xué)及力學(xué)性能要求。

4. 焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼節(jié)點與構(gòu)件母材焊接時，在碳當(dāng)量與構(gòu)件母材基本相同的條件下，可按與構(gòu)件母材相同技術(shù)要求選用相應(yīng)的焊條、焊絲與焊劑，必要時應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定認(rèn)可。

5. 鑄鋼節(jié)點的鑄件材料應(yīng)具有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率、斷面收縮率、沖擊功（考慮環(huán)境溫度）和碳、硅、錳、硫、磷、合金元素等含量的合格保證，對焊接鑄鋼還應(yīng)有碳當(dāng)量的合格保證。

6. 鑄件壁厚不宜大于150 mm，當(dāng)壁厚很大時應(yīng)考慮厚度效應(yīng)引起的屈服強(qiáng)度、伸長率、沖擊功等的降低。

7. 在設(shè)計文件中應(yīng)提出所選用的鑄鋼牌號與標(biāo)準(zhǔn)名稱，并按使用要求提出力學(xué)性能項目與碳當(dāng)量要求，以及熱處理工藝要求（正火或調(diào)質(zhì)）。所有要求項目的性能指標(biāo)均應(yīng)作為供貨條件予以保證。鑄鋼材料因故需代用時，必須經(jīng)設(shè)計核查認(rèn)可