焊接培训学焊工知识——铸铁的热处理方法

铸铁的热处理方法

通常的热处理方法只能改变灰铸铁和球墨铸铁的基体组织，而不能改变石墨的形状和分布情况。

一、消除铸件内应力退火（又称时效）

铸件凝固时，各部位厚薄不同，它们的冷却速度有差异，体积收缩情况也不一致，这样就不可避免地要产生很大的内应力，致使铸件翘曲，甚至开裂，在机械地工过程中，由于内应力的重新分布，会进一步引起铸件变形，因此，铸件在铸造后，切削加工前，为了消除内应力，稳定尺寸，应进行消除内应力退火，对于形状复杂及大型铸件经粗加工后，也应进行消除内应力退火。

消除内应力退火时，应把铸件缓慢地随炉加热到500℃~550℃,保温3h-5h后随炉冷却到200℃出炉空冷，退火加热温度过高，会引起渗碳体分解而降低力学性能。

二、石墨化退火

石墨化退火的目的是为了降低硬度，改善加工性能，根据铸铁的原始组织和所要获得的基本组织不同，可分为低温和高温石墨化退火两种。

1.低温石墨化退火 低温石墨化退火的目的是使共析渗碳体球化和分解析出石墨，从而降低灰铸铁的硬度。如铸铁的原始组织为珠光体加石墨，经低温石墨化退火后，则将获得珠光体+铁素体+石墨

低墨石墨化退火工艺是将铸件加热到650℃~700℃，保温1h~4h小时，然后随炉缓慢冷却。保温时间应根据铸件的化学成分，铸件壁厚、原始硬度和所要求硬度来决定。

2.高温石墨化退火 铸件在铸造时，如果冷却速度和化学成分选择不当，铸件中会保留较多的自由渗碳体使铸件硬而脆，无法切削加工，因此，必须进行高温石墨化退火，使渗碳体在高温加热时分解为奥氏体加石墨，从而降低硬度，便于切削加工。

高温石墨化退火时应将铸件在低于300℃的温度下装炉，以较慢速度加热到850℃~950℃,保温1h~4h,然后以一定的方法进行冷却。

三、提高力学性能与耐磨性的热处理

1.正火 铸铁正火的目的是铸件中的铁素体全部或部分转变为珠光体，使铸件获得高的强度、硬度和耐磨性，有时还可用于消除灰铸铁的白口组织，此工艺主要用于球铁。

球墨铸铁的正火方法可分为高温正火和低温正火两种。

(1)高温正火 目的是获得高的强度和耐磨性，但塑性和韧性较差，其工艺是，将铸件加热到880℃-950℃，保温1h~3h，正火温度愈高，奥氏体熔碳愈多，正火后珠光体量也愈多，但正火温度过高，不仅奥氏体晶粒长大，而且使过多的碳溶入奥氏体中，冷却时，易在晶界析出网状二次渗碳体，降低铸件的力学性能，使塑性和韧性降低。

(2)低温正火 低温正火的目的是获得较高的韧性，塑性和一定的强度，其工艺是，将铸件加热到840℃~880℃，保温1h~3h。

提高正火的冷却速度，可显著增加珠光体的数量，因此，正火时的冷却可以采用空冷，风冷或喷雾冷却等。一般小件多在静止空气中净却，大件需要采用吹风强制冷却，甚至喷雾冷却。

由于正火的冷却速度较大，常使铸件产生一定的内应力，故常需增加一次500℃~600℃的消除应力回火。

2.淬火及回火 当要求高硬度和一定韧性时，如用球墨铸铁代替轴承钢作精密偶件芯套和阀座时，采用淬火后140℃硝盐回火；又如用球墨铸铁作轴承时，可采用淬火后250℃~350℃回火。

球墨铸铁经调质处理后，得到的组织为回火索氏体加球状石墨，具有较好的综合力学性能，故应用于受力较复杂的零件及能部分代替40Cr制造柴油机的曲轴，连杆等其它重要零件。

3.等温淬火 等温淬火后将获得高强度、高硬度和具有足够韧性的下贝氏体组织基体。

是提高球墨铸铁综合力学性能的有效途径。

对于一些要求具有较高的综合力学性能，而且外形又较复杂，热处理容易变形或开裂的零件常采用等温淬火，其工艺是，将铸件加热到850℃~900℃，保温后淬入250℃~350℃的等温硝盐浴中，保温45min~90min,等温淬火是提高球墨铸铁综合力学性能的有效途径，但它只能应用于截面尺寸不太大的零件，而且铸件的硬度偏高，机械加工困难。

4.表面淬火 一般用于灰铸铁的铸件，目的是提高铸铁的表面硬度和耐磨性。

表面淬火的方法很多，有火焰加热淬火，感应加热淬火和接触电阻加热淬火等方法。