2.實際應用舉例

以國家體育場體育場節(jié)點為例：首先，節(jié)點外型復雜，節(jié)點材料屬于結構碳鋼，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。所以材料抗拉強度、屈服強度、延伸率、抗沖擊性能等綜合性能要有嚴格要求，從而對化學成分也有嚴格規(guī)定。

3.1 G20Mn5QT的熱處理性能

本件含碳量在0.2%左右，在熱處理中達到正火溫度后，也就是使組織達到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相轉變，轉變?yōu)棣凌F，但是Mn和Ni都有擴大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不僅有擴大γ相區(qū)的作用，并都有提高強度的作用。鐵素體、奧氏體自身的強度都比較低，都不超過400MPa，但是由于有Mn、Ni、Si的存在，使機械性能得到改善，強度提高，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屬C、Si、Mn，綜合比較，鑄造性能不屬于很不好，只要合理設計鑄造工藝，嚴格執(zhí)行工藝要求，就能生產出性能合格、外觀完美的節(jié)點產品。

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，均易于按設計者的構思制成具有合理外形和內部輪廓、剛度高、形狀復雜且應力集中不顯著的零件。單件或小量生產時，可用木模具或聚苯乙烯氣化模具，生產準備周期短，生產成本低。批量生產時，可用塑料或金屬模具，并用適當?shù)脑煨凸に嚕�是鑄件具有符合要求的尺寸精度和表面質量。這些優(yōu)點是用其他方法制作難以達到的。

4.結論

節(jié)點產品結構比較復雜，要求嚴格，是因為它的重要。對于如此重要的產品要了解每一個細節(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，對所有應了解的東西都了解后，才能設計合理的鑄造工藝，和合理的澆注系統(tǒng)。每個產品都可以設計出多種工藝方案，每一種方案都能生產出合格鑄件，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，所以我們要分析產品，從產品的每一個細節(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，經過適當?shù)臒崽幚硗耆�能夠達到節(jié)點的機械性能要求，通過合理的鑄造工藝也能生產出高品質的結構復雜節(jié)點鑄件。

鑄鋼節(jié)點的選材應應遵循技術可靠、經濟合理的原則，綜合考慮結構的重要性、荷載特性、節(jié)點形式、應力狀態(tài)、鑄件厚度、工作環(huán)境和鑄造工藝等多種因素，選用適當?shù)蔫T鋼牌號與熱處理工藝。

2. 焊接結構用鑄鋼節(jié)點的鑄件材料應采用符合現(xiàn)行國家標準《焊接結構用碳素鋼鑄件》GB/T7659規(guī)定的ZGH、ZGH鑄鋼或G17Mn5QT、G20Mn5N、G20Mn5QT鑄鋼。當有依據(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)行國家標準《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T11352的ZGZGZGZG等牌號鑄鋼，并符合非焊接結構用鑄鋼牌號的化學及力學性能要求。

4. 焊接結構用鑄鋼節(jié)點與構件母材焊接時，在碳當量與構件母材基本相同的條件下，可按與構件母材相同技術要求選用相應的焊條、焊絲與焊劑，必要時應進行焊接工藝評定認可。

5. 鑄鋼節(jié)點的鑄件材料應具有屈服強度、抗拉強度、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，對焊接鑄鋼還應有碳當量的合格保證。

6. 鑄件壁厚不宜大于150 mm，當壁厚很大時應考慮厚度效應引起的屈服強度、伸長率、沖擊功等的降低。

7. 在設計文件中應提出所選用的鑄鋼牌號與標準名稱，并按使用要求提出力學性能項目與碳當量要求，以及熱處理工藝要求（正火或調質）。所有要求項目的性能指標均應作為供貨條件予以保證。鑄鋼材料因故需代用時，必須經設計核查認可