低溫環(huán)境下服役的毛坯鑄件的韌性受生產(chǎn)過程中很多因素的影響，包括其化學成分、鑄造工藝、熔煉、球化、孕育處理工藝及熱處理制度等，這些因素決定了鑄件后期的組織和力學性能。

　　一、毛坯鑄件化學成分對沖擊韌度的影響在工藝條件相應的情況下，毛坯鑄件的化學成分對組織及會產(chǎn)生決定性的作用，從而決定其性能。C對毛坯鑄件V形缺口沖擊性能的作用主要體現(xiàn)在對上限沖擊吸收能量的影響，上限沖擊吸收能量隨毛坯鑄件碳含量的增加而下降，原因在于毛坯鑄件斷裂是通過在石墨球上形成的空位及其聚集生長而進行的，碳含量高會使球數(shù)增加及尺寸增大，因而空位生長及其聚集過程中的塑性形變降低，導致斷裂過程塑性形變能減少，表現(xiàn)為上限沖擊吸收能量的下降。但是，碳含量過低會使塑—脆轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間向高溫方向移動，反而影響低溫沖擊吸收能量。綜合考慮碳含量，確定wC＝3.70%～3.80%較為適當。

　　S、P均為元素，P既顯著升高塑—脆性轉(zhuǎn)變溫度，又強烈降低毛坯鑄件的上限沖擊功。為此，降低P量是生產(chǎn)低溫毛坯鑄件的關鍵因素之一，因此需要限制wS、wP量，一般上限為0.02%。

　　Ni可以作為低溫毛坯鑄件的鐵素體元素，wNi＝0.4%～0.6%較為適當。

　　Si對毛坯鑄件沖擊性能的影響有雙重性。由于Si強烈改變塑—脆性轉(zhuǎn)變溫度，要獲得優(yōu)越的低溫韌性，需要盡可能降低毛坯鑄件的Si量，但Si量減少，會降低鐵素體毛坯鑄件的抗拉強度和屈服強度。綜合考慮，確定wSi終＝1.80%～2.00%。

　　Mn可增加偏析傾向，推動基體中碳化物和珠光體的形成，對韌性不利，尤其對低溫毛坯鑄件的沖擊吸收能量有嚴重的損害，此外Mn量高還增加毛坯鑄件退火熱處理的難度。因此需要限制Mn量，一般上限為Mn≤0.2%。

　　二、毛坯鑄件組織對沖擊韌度的影響實際生產(chǎn)應用中，在碳含量相應的情況下，球化率和石墨球數(shù)對沖擊性能影響顯著。同時，圓整的石墨球可以改進毛坯鑄件的沖擊韌度，而石墨體積分數(shù)增加或石墨球數(shù)增多均可使脆性轉(zhuǎn)變溫度下降，并提升上限沖擊吸收能量。因此，在實際生產(chǎn)中需要嚴格控制球化處理和孕育工藝，要控制原材料（生鐵、廢鋼、回爐料等）中的微量元素含量，特別是要限制反球化及干擾元素的含量。圖4顯示毛坯鑄件的基體組織對其沖擊性能有明顯的影響。由圖4可知，隨著珠光體體積分數(shù)的增加，沖擊性能降低，因此要確定低溫毛坯鑄件為全鐵素體基體。

　　熔煉工藝的設計

　?。?）球化及孕育處理1t球化包，球化溫度控制在1450～1480℃，三明治沖入法處理，球化劑選用Lamet5841，粒度4～25mm，加入量為1.2%～1.4%。其上覆蓋0.6%，粒度3～8mm。再覆蓋部分除過油的鑄鐵屑，球化完畢，扒凈熔渣。澆注溫度控制在1360～1380℃，隨流瞬時孕育采用粒度0.2～0.7mm隨流孕育劑，加入量0.1%。

　?。?）原材料的選用生鐵選用高生鐵，其化學成分為：wSi＜0.4%、wMn＜0.2%、wP＜0.03%、wS＜0.02%，其他元素總量（質(zhì)量分數(shù)）不超過0.2%，其中包括球化干擾元素（Ti、As、V、Sb、Bi）和推動碳化物生成元素（Cr、W、Pb、Sn）。

　　廢鋼為優(yōu)良碳素廢鋼，主要是沖壓的邊角料壓塊。

　?。?）鐵液化學成分的選擇。

　　人家在鑄造大型鑄件的時候都會使用樹脂砂，為什么這么選擇呢？

　　樹脂砂是指以人工合成樹脂作為砂粒的粘結(jié)劑的型砂或芯砂。用樹脂砂制成鑄型或型芯后，通過固(硬)化劑的作用，樹脂發(fā)生不可逆的交聯(lián)反應而固化，從而給予鑄型或型芯以需要的強度，現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)中普遍使用樹脂砂作型(芯)砂。以樹脂為黏結(jié)劑的型(芯)砂主要有熱法覆膜樹脂砂、熱芯盒樹脂砂、冷芯盒樹脂砂、呋喃樹脂砂、呋喃樹脂自硬砂等。樹脂砂硬化后強度不錯，特別適合于機器造型，能制出復雜、薄壁鑄件。

　　那么為什么我們選擇樹脂砂鑄造工藝呢，因為樹脂砂鑄造在鑄件和鑄型中間起到阻擋隔離作用，達到防粘砂目的，還能防止高溫液體金屬氧化，使鑄型和高溫液體金屬接觸過程中不起化學反應，并且能吸收消化含氮、硫、碳等氣體。從而全部解決：鑄件粘沙、鑄件砂眼、逐漸粗糙、逐漸氣孔、鑄件夾雜、裂紋、缺陷等等一系列問題。

　　鑄造模具材料的選擇：

　　一、對特別要求的模具，應制造應用具有專門性能的模具鋼。

　　二、選擇模具材料要根據(jù)模具零件的使用條件來決定，做到在達到主要條件的前提下，選用廉的材料，以降低成本。

　　三、生產(chǎn)批量：當沖壓件的生產(chǎn)批量很大時，模具的工作零件凸模和凹模的材料應選取、性好的模具鋼。對于模具的其它工藝結(jié)構部分和輔助結(jié)構部分的零件材料，也要相應地提升。在批量不大時，應適當放寬對材料性能的要求，以降低成本。

　　四、被沖壓材料的性能、模具零件的使用條件當被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模應選取性好、的材料。拉深不銹鋼時，可采用鋁青銅凹模，因為它具有好的抗粘著性。而導柱導套則要求和好的韌性，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。

　　五、材料性能應考慮材料的冷熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。

　　六、采用微變形模具鋼，以減少機加工費用。