(1)球墨铸铁件热处理的特点
1)硅是提高共析转变温度和降低马氏体临界冷却速度的元素,故球墨铸铁热处理加热温度较高,淬火冷却速度也较慢。
2)硅降低碳在奥氏体中的溶解能力,要想在奥氏体中溶入必要数量的碳,高温下的保温时间要比钢长一些。
3)石墨的导热性较差,故球墨铸铁热处理的加热速度要缓慢。
4)石墨球能起着碳的“储备库”的作用,故当基体组织完全奥氏体化后,通过控制加热温度和保温时间,可调整奥氏体中的碳含量,以改变球墨铸铁热处理后的组织和性能。
(2)热处理方法
1)去应力退火。球墨铸铁的弹性模量比灰铸铁高,故铸造应力比灰铸铁约大2倍。对于不再进行其他热处理的球墨铸铁件,通常应进行去应力退火。去应力退火工艺为:将铸件缓慢加热到500~620℃,保温2~8h,然后随炉缓冷。
2)石墨化退火。石墨化退火的目的是消除白口组织,降低硬度,改善可加工性能以及获得铁素体球墨铸铁。根据铸态组织的不同,分为高温石墨化退火和低温石墨化退火两种。
①高温石墨化退火。高温石墨化退火工艺为:将铸件加热到900~950℃,保温2~4h,使自由渗碳体石墨化,然后随炉缓冷至600℃,使铸件发生中间石墨化和第二阶段石墨化,再出炉冷却。(www.daowen.com)
②低温石墨化退火。低温石墨化退火工艺为:将铸件加热至共析温度范围附近,即720~760℃,保温2~8h,使铸件发生第二阶段石墨化,然后随炉缓冷至600℃,再出炉空冷。
3)正火。球墨铸铁正火的目的是增加基体组织中珠光体的数量和减小层状珠光体的片层间距,以提高其力学性能,并可作为表面淬火的预备热处理。正火可分为高温正火和低温正火。
①高温正火。高温正火工艺是将铸件加热至共析温度范围以上,一般为900~950℃,保温1~3h,使基体组织全部奥氏体化,然后出炉空冷,对硅含量较高的厚壁铸件,则应采用风冷或喷雾冷却,保证正火后能获得珠光体球墨铸铁。
②低温正火。低温正火工艺是将铸件加热至共析温度范围内,即820~860℃,保温1~4h,使基体部分奥氏体化,然后出炉空冷。低温正火的组织为珠光体加分散铁素体。
4)等温淬火。当铸件形状比较复杂,又需要高强度和较好的塑性和韧性时,往往采用等温淬火工艺。球墨铸铁等温淬火工艺是把铸件加热至860~920℃,保温一定的时间,然后迅速放入温度为250~350℃的等温盐浴中进行0.5~1.5h的等温处理,然后出炉空冷。
5)调质处理。球墨铸铁调质的目的是获得回火索氏体和球状石墨组织,其硬度为250~340HBW,具有良好的综合力学性能。其加热温度为860~920℃,除形状简单的铸件采用水冷外,一般采用油冷。
在此有一个关于(铸)钢与铸铁热处理加热工艺规范的问题需要说明:钢(包括各类铸钢)的加热温度是根据碳含量确定的,而铸铁的加热温度是以铸铁中的硅含量确定的。正如上文所指出的,硅能够提高共析转变温度和降低马氏体临界冷却速度,硅溶入铁素体可以稳定铁素体,使其分解速度减慢。准确地说,铸铁热处理时的加热温度应根据硅的临界点确定,但多数基本上是一个温度范围。
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