焊接培訓(xùn)學(xué)焊工知識(shí)——鑄鐵的熱處理方法

鑄鐵的熱處理方法

通常的熱處理方法只能改變灰鑄鐵和球墨鑄鐵的基體組織，而不能改變石墨的形狀和分布情況。

一、消除鑄件內(nèi)應(yīng)力退火(又稱時(shí)效)

鑄件凝固時(shí)，各部位厚薄不同，它們的冷卻速度有差異，體積收縮情況也不一致，這樣就不可避免地要產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，致使鑄件翹曲，甚至開裂，在機(jī)械地工過(guò)程中，由于內(nèi)應(yīng)力的重新分布，會(huì)進(jìn)一步引起鑄件變形，因此，鑄件在鑄造后，切削加工前，為了消除內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，應(yīng)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力退火，對(duì)于形狀復(fù)雜及大型鑄件經(jīng)粗加工后，也應(yīng)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力退火。

消除內(nèi)應(yīng)力退火時(shí)，應(yīng)把鑄件緩慢地隨爐加熱到500℃~550℃,保溫3h-5h后隨爐冷卻到200℃出爐空冷，退火加熱溫度過(guò)高，會(huì)引起滲碳體分解而降低力學(xué)性能。

二、石墨化退火

石墨化退火的目的是為了降低硬度，改善加工性能，根據(jù)鑄鐵的原始組織和所要獲得的基本組織不同，可分為低溫和高溫石墨化退火兩種。

1.低溫石墨化退火 低溫石墨化退火的目的是使共析滲碳體球化和分解析出石墨，從而降低灰鑄鐵的硬度。如鑄鐵的原始組織為珠光體加石墨，經(jīng)低溫石墨化退火后，則將獲得珠光體+鐵素體+石墨

低墨石墨化退火工藝是將鑄件加熱到650℃~700℃，保溫1h~4h小時(shí)，然后隨爐緩慢冷卻。保溫時(shí)間應(yīng)根據(jù)鑄件的化學(xué)成分，鑄件壁厚、原始硬度和所要求硬度來(lái)決定。

2.高溫石墨化退火 鑄件在鑄造時(shí)，如果冷卻速度和化學(xué)成分選擇不當(dāng)，鑄件中會(huì)保留較多的自由滲碳體使鑄件硬而脆，無(wú)法切削加工，因此，必須進(jìn)行高溫石墨化退火，使?jié)B碳體在高溫加熱時(shí)分解為奧氏體加石墨，從而降低硬度，便于切削加工。

高溫石墨化退火時(shí)應(yīng)將鑄件在低于300℃的溫度下裝爐，以較慢速度加熱到850℃~950℃,保溫1h~4h,然后以一定的方法進(jìn)行冷卻。

三、提高力學(xué)性能與耐磨性的熱處理

1.正火 鑄鐵正火的目的是鑄件中的鐵素體全部或部分轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，使鑄件獲得高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，有時(shí)還可用于消除灰鑄鐵的白口組織，此工藝主要用于球鐵。

球墨鑄鐵的正火方法可分為高溫正火和低溫正火兩種。

(1)高溫正火 目的是獲得高的強(qiáng)度和耐磨性，但塑性和韌性較差，其工藝是，將鑄件加熱到880℃-950℃，保溫1h~3h，正火溫度愈高，奧氏體熔碳愈多，正火后珠光體量也愈多，但正火溫度過(guò)高，不僅奧氏體晶粒長(zhǎng)大，而且使過(guò)多的碳溶入奧氏體中，冷卻時(shí)，易在晶界析出網(wǎng)狀二次滲碳體，降低鑄件的力學(xué)性能，使塑性和韌性降低。

(2)低溫正火 低溫正火的目的是獲得較高的韌性，塑性和一定的強(qiáng)度，其工藝是，將鑄件加熱到840℃~880℃，保溫1h~3h。

提高正火的冷卻速度，可顯著增加珠光體的數(shù)量，因此，正火時(shí)的冷卻可以采用空冷，風(fēng)冷或噴霧冷卻等。一般小件多在靜止空氣中凈卻，大件需要采用吹風(fēng)強(qiáng)制冷卻，甚至噴霧冷卻。

由于正火的冷卻速度較大，常使鑄件產(chǎn)生一定的內(nèi)應(yīng)力，故常需增加一次500℃~600℃的消除應(yīng)力回火。

2.淬火及回火 當(dāng)要求高硬度和一定韌性時(shí)，如用球墨鑄鐵代替軸承鋼作精密偶件芯套和閥座時(shí)，采用淬火后140℃硝鹽回火;又如用球墨鑄鐵作軸承時(shí)，可采用淬火后250℃~350℃回火。

球墨鑄鐵經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，得到的組織為回火索氏體加球狀石墨，具有較好的綜合力學(xué)性能，故應(yīng)用于受力較復(fù)雜的零件及能部分代替40Cr制造柴油機(jī)的曲軸，連桿等其它重要零件。

3.等溫淬火 等溫淬火后將獲得高強(qiáng)度、高硬度和具有足夠韌性的下貝氏體組織基體。

是提高球墨鑄鐵綜合力學(xué)性能的有效途徑。

對(duì)于一些要求具有較高的綜合力學(xué)性能，而且外形又較復(fù)雜，熱處理容易變形或開裂的零件常采用等溫淬火，其工藝是，將鑄件加熱到850℃~900℃，保溫后淬入250℃~350℃的等溫硝鹽浴中，保溫45min~90min,等溫淬火是提高球墨鑄鐵綜合力學(xué)性能的有效途徑，但它只能應(yīng)用于截面尺寸不太大的零件，而且鑄件的硬度偏高，機(jī)械加工困難。

4.表面淬火 一般用于灰鑄鐵的鑄件，目的是提高鑄鐵的表面硬度和耐磨性。

表面淬火的方法很多，有火焰加熱淬火，感應(yīng)加熱淬火和接觸電阻加熱淬火等方法。

來(lái)源：焊工培訓(xùn)學(xué)校姚老師

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