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鑄鐵的熱處理工藝

發(fā)布時間：2016-07-14 瀏覽：6159次

鑄鐵的熱處理和鋼的熱處埋有相同之處，也有不同之處。鑄鐵的熱處理一般不能改善原始組織中石墨的形態(tài)和分布狀況。對灰口鑄鐵來說，由于片狀石墨所引起的應(yīng)力集中效應(yīng)是對鑄鐵性能起主導作用的困素，因此對灰口鑄鐵施以熱處理的強化效果遠不如鋼和球鐵那樣顯著。故友口鑄鐵熱處理工藝主要為退火、正火等。對于球鐵來說，由于石墨呈球狀，對基體的割裂作用大大減輕，通過熱處理可使基作組織充分發(fā)揮作用，從而可以顯著改善球性的機械性能。故球鐵像鋼一樣，其熱處理工藝有退火、正火、調(diào)質(zhì)、多溫淬火、感應(yīng)加熱淬火和表面化學熱處理等

1.消除應(yīng)力退火

由于鑄件壁厚不均勻，在加熱，冷卻及相變過程中，會產(chǎn)生效應(yīng)力和組織應(yīng)力。另外大型零件在機加工之后其內(nèi)部也易殘存應(yīng)力，所有這些內(nèi)應(yīng)力都必須消除。去應(yīng)力退火通常的加熱溫度為500～550℃保溫時間為2～8h，然后爐冷（灰口鐵）或空冷（球鐵）。采用這種工藝可消除鑄件內(nèi)應(yīng)力的90～95％，但鑄鐵組織不發(fā)生變化。若溫度超過550℃或保溫時間過長，反而會引起石墨化，使鑄件強度和硬度降低。

2.消除鑄件白口的高溫石墨化退火

鑄件冷卻時，表層及薄截面處，往往產(chǎn)生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須采用退火（或正火）的方法消除白口組織。退火工藝為：加熱到550－950℃保溫2～5 h，隨后爐冷到500—550℃再出爐空冷。在高溫保溫期間，游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A，在隨后護冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發(fā)生石墨化過程。由于滲碳體的分解，導致硬度下降，從而提高了切削加工性。

3.球鐵的正火

球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織，并細化晶粒，均勻組織，以提高鑄件的機械性能。有時正火也是球鐵表面淬火在組織上的準備、正火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950～980℃，低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820～860℃。正火之后一般還需進行四人處理，以消除正火時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

4.球鐵的淬火及回火

為了提高球鐵的機械性能，一般鑄件加熱到Afc1以上30～50℃（Afc1代表加熱時A形成終了溫度），保溫后淬入油中，得到馬氏體組織。為了適當降低淬火后的殘余應(yīng)力，一般淬火后應(yīng)進行回火，低溫回火組織為回火馬氏作加殘留貝氏體再加球狀石墨。這種組織耐磨性好，用于要求高耐磨性，高強度的零件。中溫回火溫度為350—500℃回火后組織為回火屈氏體加球狀石墨，適用于要求耐磨性好、具有一定效穩(wěn)定性和彈性的厚件。高溫回火溫度為500—60D℃，回火后組織為回火索氏作加球狀石墨，具有韌性和強度結(jié)合良好的綜合性能，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

5.球鐵的多溫淬火

球鐵經(jīng)等溫淬火后可以獲得高強度，同時兼有較好的塑性和韌性。多溫淬火加熱溫度的選擇主要考慮使原始組織全部A化、不殘留F，同時也避免A晶粒長大。加熱溫度一般采用Afc1以上30～50℃，等溫處理溫度為0～350℃以保證獲得具有綜合機械性能的下貝氏體組織。稀土鎂鋁球鐵等溫淬火后σb=1200～1400MPa，αk=3～3.6J／cm2，HRC＝47～51。但應(yīng)注意等溫淬火后再加一道回火工序。

6.表面淬火

為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強度，可采用表面淬火。灰鑄鐵及球鐵鑄件均可進行表面淬火。一般采用高（中）頻感應(yīng)加熱表面淬火和電接觸表面淬火。

7.化學熱處理

對于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蝕的鑄件，可以采用類似于鋼的化學熱處理工藝，如氣體軟氯化、氯化、滲硼、滲硫等處理。

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