铸铁的热处理
球墨铸铁的热处理分析及解决方法
球墨铸铁的热处理分析及解决方法球墨铸铁是一种重要的工程材料，具有优良的力学性能和耐磨性。
然而，在使用过程中，由于各种原因，球墨铸铁可能会出现一些问题，如变形、裂纹、硬度不均匀等。
这时，可以通过热处理来解决这些问题。
本文将分析球墨铸铁的热处理问题，并提出解决方法。
首先，球墨铸铁的热处理常见问题之一是变形。
球墨铸铁的热处理时，由于不均匀加热或急冷等原因，容易出现变形现象。
解决这一问题的主要方法是控制加热温度和冷却速度。
在加热过程中，应采用均匀加热的方法，避免局部过热；在冷却过程中，应选择适当的冷却介质和冷却速度，避免温度梯度过大。
其次，球墨铸铁的热处理中可能出现的问题是裂纹。
裂纹通常是由于内应力过大引起的。
解决裂纹问题的方法包括适当的预热和退火处理。
预热可以减轻内应力，提高热处理的成功率；而退火处理可以缓解内应力，提高零件的延展性，减少裂纹的产生。
此外，球墨铸铁的热处理中还可能出现硬度不均匀的问题。
球墨铸铁的硬度主要由铁素体和珠光体的比例决定。
如果硬度不均匀，一般是由于珠光体的形貌和分布不均匀引起的。
解决硬度不均匀的方法包括适当的退火处理和控制热处理过程中的冷却速度。
退火处理可以使珠光体更均匀地分布在铸件中，提高硬度的均匀性；而控制冷却速度可以使珠光体形成更细小的球状，进一步提高硬度的均匀性。
此外，还有一些其他常见的球墨铸铁热处理问题，如氧化、贝氏体转变等。
解决这些问题的具体方法需要根据具体情况来定。
例如，对于氧化问题，可以选择合适的炉气调节和瓦斯清洁方法，避免在加热过程中产生氧化；对于贝氏体转变问题，可以通过控制退火温度和保温时间来解决。
综上所述，球墨铸铁的热处理的主要问题包括变形、裂纹、硬度不均匀等。
解决这些问题的方法包括控制加热温度和冷却速度，适当的预热和退火处理，控制热处理过程中的冷却速度等。
同时，对于其他常见的问题如氧化、贝氏体转变等，也需要根据具体情况选择合适的解决方法。
通过科学的热处理方法，可以提高球墨铸铁的性能和质量，延长其使用寿命。
球墨铸铁退火热处理工艺
球墨铸铁退火热处理工艺介绍球墨铸铁是一种优良的铸造材料，具有高强度、良好的塑性和韧性等优点。
然而，在球墨铸铁的生产过程中，由于浇注和固化过程中产生的残余应力和组织缺陷，使得材料的性能和密度不如预期。
为了改善球墨铸铁的性能，需要进行退火热处理工艺。
退火热处理的作用退火热处理是通过控制温度和时间，使球墨铸铁内部的晶粒和组织回复到均匀状态。
通过退火，可以消除材料的应力和缺陷，提高其强度、硬度和韧性。
此外，退火还可以改善球墨铸铁的加工性能，降低加工难度和成本。
退火热处理工艺流程退火热处理工艺一般分为加热、保温和冷却三个阶段。
加热1.将球墨铸铁样品置于加热炉中，加热温度一般介于800℃至950℃之间，具体温度取决于球墨铸铁的成分和要求的性能。
2.控制加热速率，一般为10-20℃/min，过快的加热速率可能导致温度不均匀和组织不均匀。
3.达到指定温度后，保持一定时间，使得温度均匀分布至整个材料。
保温1.在加热达到目标温度后，保持一定时间，以使材料内部发生相应的晶粒生长和组织改善。
2.保温时间一般为1-3小时，具体时间取决于球墨铸铁的厚度和材料的成分。
冷却1.将球墨铸铁样品从炉中取出，放置于自然冷却环境中。
2.冷却速率对于球墨铸铁的结构和性能非常重要，过快的冷却速率可能导致材料的组织不均匀和应力生成。
3.为了保证冷却速率的均匀性，可以在冷却过程中采用气体冷却或浸水冷却等辅助手段。
退火热处理的影响因素退火热处理的效果受到多种因素影响，包括温度、时间、冷却速率和球墨铸铁的成分等。
温度温度是影响退火热处理的关键因素之一。
温度过低，无法使晶粒发生明显的生长和回复；温度过高，可能导致晶粒长大过快、组织不均匀等问题。
时间保温时间的长短对于晶粒的生长和组织的改善具有重要影响。
时间过短，晶粒不能得到充分生长和回复；时间过长，可能导致晶粒长大过大，进一步影响材料的性能。
冷却速率冷却速率直接影响着球墨铸铁的组织结构和性能。
较慢的冷却速率可以促进球状石墨的生成，提高强度和韧性；较快的冷却速率可以提高硬度和强度，但可能降低韧性。
铸铁热处理
1.炉冷至室温或600℃出炉空冷
1.出炉空冷至室温
2.冷却至720-760℃二阶段石墨化+炉
2.出炉空冷至600℃，再进炉，以速度
冷至室温，或炉冷至600℃出炉空冷 精选可编辑ppt 50-100℃/H；冷至300℃以下，出4炉空 冷
正火
铸铁正火的目的是为了提高铸件的硬度、耐磨性、或作为表面淬火的预备热处理， 改善基体组织.但是，灰铸铁无法通过热处理来改善力学性能，这是因为灰铸铁中 的石墨呈片状分布，破坏了铸铁基体组织的连续性，同时，石墨端部易引起应力集 中，致使灰铸铁热处理后基体组织的强度和塑性、韧性不能充分发挥作用
2.热处理不能改变石墨的形态和分布特性，而铸铁热处理的效果又与铸铁 基体中的石墨形态有密切关系.对于灰铁而言，热处理具有一点的局限性. 而球墨铸铁中的石磨成球状，对基体的削弱作用较小.因而，凡能改变金 属基体组织的各种热处理方法，对于球墨铸铁都是有效的
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灰铸铁的热处理
退火
1.去应力退火：为消除铸件的残余应力，稳定几何尺寸，减小或消除加工 过后的畸变.通常普通灰铁件的去应力退火温度以550℃为宜.加热速度以 50℃/h.保温时间以25mm/h计算. 其冷却速度一定要慢，防止产生二次残 余内应力，冷却速度一般控制在20-40℃/h
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加热温度对铸铁正火后硬度的影响
在正火温度范围内，加热温度愈高， 硬度也愈高. 正火后的冷却速度影响铁素体的析 出量，冷却速度愈大，铁素体的析 出量愈少，硬度愈高。因此，可采 用控制冷却速度的方法来达到调整 硬度.
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球墨铸铁的热处理
球状石墨由于呈球形，故对集体的破坏割裂作用很小，引起应力集中的程度 也不大，基体的作用能较充分的发挥，所以可以通过热处理改变基体组织获 得所需性能
机床床身铸铁的热处理工艺
机床床身铸铁的热处理工艺热处理一般不改变工件的形状而是通过改变工件内部的显微组织，或改变铸铁平台和机床表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
下面介绍一下机床床身铸铁的热处理工艺。
第一，球铁的多温淬火；球铁经等温淬火后可以获得高强度，同时兼有较好的塑性和韧性。
多温淬火加热温度的选择主要考虑使原始组织全部A化、不残留F，同时也避免A晶粒长大。
加热温度一般采用Afc1以上30~50℃，等温处理温度为0~350℃以保证获得具有综合机械性能的下贝氏体组织。
稀土镁铝球铁等温淬火后σb=1200~1400MPa，αk=3~3.6J/cm2，HRC=47~51。
但应注意等温淬火后再加一道回火工序。
第二，消除应力退火；由于铸件壁厚不均匀，在加热，冷却及相变过程中，会产生效应力和组织应力。
另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力，所有这些内应力都必须消除。
去应力退火通常的加热温度为500~550℃保温时间为2~8h，然后炉冷(灰口铁)或空冷(球铁)。
采用这种工艺可消除铸件内应力的90~95%，但铸铁组织不发生变化。
若温度超过550℃或保温时间过长，反而会引起石墨化，使铸件强度和硬度降低。
第三，消除铸件白口的高温石墨化退火；铸件冷却时，表层及薄截面处，往往产生白口。
白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。
因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口组织。
退火工艺为:加热到550-950℃保温2~5h，随后炉冷到500—550℃再出炉空冷。
在高温保温期间，游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A，在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解，发生石墨化过程。
由于渗碳体的分解，导致硬度下降，从而提高了切削加工性。
第四，球铁的正火；球铁正火的目的是为了获得珠光体基体组织，并细化晶粒，均匀组织，以提高铸件的机械性能。
有时正火也是球铁表面淬火在组织上的准备、正火分高温正火和低温正火。
高温正火温度一般不超过950~980℃，低温正火一般加热到共折温度区间820~860℃。
球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的热处理目前球墨铸铁所采用的热出库工艺有：消除内应力的低温退火；高温石墨化退火；低温石墨化退火；正火与回火；淬火与回火；等温淬火等。
球墨铸铁的表面淬火正在扩大应用。
对球墨铸铁的化学热处理也在研究应用。
1 球墨铸铁消除内应力的低温退火球墨铸铁与灰口铸铁比较，容易产生较高的内应力，一般高1-2倍，与白口铸铁的内应力差不多。
消除内应力低温退火的工艺过程是：将铸铁加热到Ac1以下某一温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却使铸铁完全过渡到稳性温度范围，至200-250℃即出炉空冷。
球墨铸铁消除内应力的倾向性与金属基体有关，珠光体球墨铸铁比铁素体基体为小。
例如当退火温度为600℃时，对于珠光体+铁素体和铁素体基体的球墨铸铁保温15小时后可完全消除内应力。
而对于珠光体基体的球墨铸铁，要完全消除内应力保温时间长达63小时。
但都比钢的消除倾向大。
在保温的前2-3小时内消除内应力的效果最为显著。
退火温度愈高，则内应力消除的愈快，愈安全。
目前工厂一般按下述工艺进行：加热速度控制在60-120℃/小时的范围内。
避免产生新的内应力。
加热温度一般控制在550-650℃之间。
对于珠光体基体的球墨铸铁，考虑到当加热温度超过600℃后，可能发生共析渗碳体的石墨化和粒化。
所以加热温度适当降低为550-620℃为宜。
保温时间为2-8小时。
然后随炉缓冷（冷却速度为30-60℃/小时）至200-250℃出炉空冷。
采用该工艺退火，可消除铸件中残余应力之90-95%。
2球墨铸铁的高温石墨化退火球墨铸铁具有较大的向心倾向性。
在生产过程中常常由于化学成分选择不当，球化剂加入量过多或孕育剂量不足而造成铸件中出项大量的奥氏体或自由渗碳体；有时由于球墨铸铁中磷量过高或磷的严重偏析倾向，甚至在含磷量为0.05%时就会出现磷共晶。
当自由渗碳体和磷共晶总量超过3%时，就使铸件的机械性能变坏，加工困难。
在这种情况下就必须采用高温石墨化的方法来予以消除。
灰铸铁热处理方法
灰铸铁热处理方法
嘿，你问灰铸铁热处理方法啊？这可有不少招呢。
一种方法是退火。
这就像给灰铸铁放个假，让它舒舒服服地休息一下。
退火能降低硬度，提高韧性。
就好比一个人一直很紧张，让他放松放松，就会变得更有弹性。
把灰铸铁加热到一定温度，然后慢慢冷却，这样它的内部结构就会变得更稳定，不容易开裂啥的。
还有一种是正火。
这就像给灰铸铁来个小锻炼，让它变得更结实。
正火能提高硬度和强度。
把灰铸铁加热到比较高的温度，然后快速冷却。
这样它就会变得更硬，更能扛得住压力。
另外呢，淬火也可以。
这可是个厉害的招，就像给灰铸铁来个大挑战。
淬火能让灰铸铁变得超级硬。
把它加热到很高的温度，然后突然放到冷水里冷却。
这就像一个人在火里烤了一下，然后马上跳进冰水里，肯定会变得很坚强。
不过淬火得小心，弄不好就会开裂。
我记得有个工厂，他们生产的灰铸铁零件一开始不太好用，容易坏。
后来他们用了退火的方法，把零件加热了一下，
然后慢慢冷却。
嘿，这下好了，零件变得更有韧性了，不容易坏了。
还有一次，他们想让零件更硬一点，就用了正火的方法。
把零件加热得红红的，然后快速冷却。
果然，零件变得更结实了，能承受更大的压力。
反正啊，灰铸铁热处理方法有退火、正火、淬火等。
要根据不同的需求选择合适的方法。
这样才能让灰铸铁变得更好用，更能满足我们的需要。
你要是碰到灰铸铁需要热处理，就可以试试这些方法哦。
铸铁的热处理工艺
铸铁的热处理工艺
铸铁的热处理工艺包括退火、正火、淬火、淬火回火等步骤。
具体工艺如下：
1. 退火：将铸铁零件加热至700~800℃，保温一段时间后冷却
至室温。
退火能够消除铸铁中的残余应力和组织缺陷，提高其塑性和韧性。
2. 正火：将退火后的铸铁零件加热至900~950℃，保温一段时
间后冷却至室温。
正火能够提高铸铁的硬度和强度，但会降低其塑性和韧性。
3. 淬火：将铸铁零件加热至850~900℃，保温一段时间后迅速
冷却至室温。
淬火能够使铸铁迅速冷却，产生马氏体组织，从而提高硬度和强度。
4. 淬火回火：将淬火后的铸铁零件加热至200~600℃，保温一
段时间后冷却至室温。
淬火回火能够减轻淬火过程中的内应力，提高铸铁的韧性和耐磨性。
需要根据具体的铸铁材料和零件要求，选择适当的热处理工艺，并进行相应的加热和冷却控制才能得到理想的性能。
球墨铸铁 热处理硬度
球墨铸铁热处理硬度1. 球墨铸铁简介球墨铸铁，又称球墨铸造铁、球墨铸造铁、球墨铸铁、球化铸铁等，是一种具有高强度、高韧性和良好的耐磨性的铸铁材料。
它是在铸铁中加入一定量的镁和稀土元素，通过球化处理使铸铁中形成球状石墨，从而改善了铸铁的性能。
球墨铸铁相比于普通铸铁具有更好的韧性和抗冲击性能，同时也具有较高的强度和硬度。
这使得球墨铸铁在许多领域得到广泛应用，如汽车制造、机械制造、矿山机械、农业机械等。
2. 球墨铸铁的热处理热处理是通过加热和冷却的方式改变材料的组织结构和性能。
对于球墨铸铁来说，热处理可以改变其硬度和强度，从而满足不同应用的要求。
球墨铸铁的热处理通常包括退火、正火和淬火等过程。
2.1 退火处理退火是将球墨铸铁加热到一定温度，然后缓慢冷却的过程。
退火处理可以消除球墨铸铁中的应力，并改善其韧性和可加工性。
退火温度通常在800℃-900℃之间，保温时间根据球墨铸铁的厚度和尺寸而定。
退火后，球墨铸铁的硬度会降低，但其韧性和可加工性会得到改善。
2.2 正火处理正火是将球墨铸铁加热到一定温度，然后迅速冷却的过程。
正火处理可以增加球墨铸铁的硬度和强度。
正火温度通常在900℃-950℃之间，保温时间根据球墨铸铁的厚度和尺寸而定。
正火后，球墨铸铁的硬度会增加，但其韧性和可加工性会降低。
2.3 淬火处理淬火是将球墨铸铁加热到一定温度，然后迅速冷却的过程。
淬火处理可以使球墨铸铁的组织结构发生变化，形成硬质的马氏体组织，从而显著提高其硬度和强度。
淬火温度通常在950℃-1000℃之间，冷却介质可以选择水、油或盐等。
淬火后，球墨铸铁的硬度会显著提高，但其韧性和可加工性会降低。
球墨铸铁的硬度是评价其性能的重要指标之一。
硬度测试可以通过多种方法进行，如布氏硬度测试、洛氏硬度测试和维氏硬度测试等。
3.1 布氏硬度测试布氏硬度测试是常用的一种硬度测试方法。
它通过在被测材料上施加一定负荷，然后测量压痕的直径来计算硬度值。
铸铁表面处理方法
铸铁表面处理方法
铸铁表面处理方法主要包括镀铬、喷涂、磷化和热处理等。
具体如下：
1. 镀铬：铸铁表面镀铬，可以提高其耐腐蚀性能，增加硬度和光泽。
镀铬可以通过电镀、喷涂等方法实现。
2. 喷涂：铸铁表面喷涂可以起到防腐、耐磨等作用。
常见的喷涂材料有环氧树脂、聚氨酯等。
3. 磷化：铸铁表面进行磷化处理可以增加其耐腐蚀性能，常用的磷化方法有酸洗磷化、镀锌磷化等。
4. 热处理：铸铁经过热处理可以改善其组织结构，提高强度和硬度。
常见的热处理方法有退火、正火、淬火等。
这些方法可以根据不同需求进行选择和应用，以达到提高铸铁表面性能的目的。
铸铁的热处理
铸铁的热处理?按工艺目的不同，铸铁热处理主要可以分为以下几种：(1)去应力退火热处理；(2) 石墨化热处理；(3) 改变基体组织热处理。
本章简要介绍上述热处理工艺的理论基础和工艺特点。
第一节去应力退火热处理?去应力退火就是将铸件在一定的温度下保温，然后缓慢冷却，以消除铸件中的铸造残留应力。
对于灰口铸铁，去应力退火可以稳定铸件几何尺寸，减小切削加工后的变形。
对于白口铸铁，去应力退火可以避免铸件在存放、运输和使用过程中受到振动或环境发生变化时产生变形甚至自行开裂。
? 一、铸造残留应力的产生? 铸件在凝固和以后的冷却过程中要发生体积收缩或膨胀，这种体积变化往往受到外界和铸件各部分之间的约束而不能自由地进行，于是便产生了铸造应力。
如果产生应力的原因消除后，铸造应力随之消除，这种应力叫做临时铸造应力。
如果产生应力的原因消除后铸造应力仍然存在，这种应力叫做铸造残留应力。
铸件在凝固和随后的冷却过程中，由于壁厚不同，冷却条件不同，其各部分的温度和相变程度都会有所不同，因而造成铸件各部分体积变化量不同。
如果此时铸造合金已经处于弹性状态，铸件各部分之间便会产生相互制约。
铸造残留应力往往是这种由于温度不同和相变程度不同而产生的应力。
?二、去应力退火的理论基础?研究表明，铸造残留应力与铸件冷却过程中各部分的温差及铸造合金的弹性模量成正比。
过去很长的时期里，人们认为铸造合金在冷却过程中存在着弹塑性转变温度，并认为铸铁的弹塑性转变温度为400℃左右。
基于这种认识，去应力退火的加热温度应是400℃。
但是，实践证明这个加热温度并不理想。
近期的研究表明，合金材料不存在弹塑性转变温度，即使处于固液共存状态的合金仍具有弹性。
为了正确选择去应力退火的加热温度，首先让我们看看铸铁在冷却过程中应力的变化情况。
图8─1是用应力框测定的灰铸铁冷却过程中粗杆内应力的变化曲线。
?? 图8─1 灰铸铁应力变化曲线??? 在a点前灰铸铁细杆已凝固完毕，粗杆处于共晶转变期，粗杆石墨化所产生的膨胀受到细杆的阻碍，产生压应力，到达a点时，粗杆的共晶转变结束，应力达到极大值。
铸铁热处理基本原理
铸铁热处理的基本原理铸铁的热处理与钢的热处理有相同之处，也有不同之处。
在热处理方面铸铁可以模仿钢的处理工艺。
但是工艺参数方面由于石墨的存在，金属基体和化学成分的差异，使铸铁的热处理具有一定的特殊性，主要表现在以下几个方面。
1．铸铁是F e—C—Si三元素合金，其共析转变发生在一个相当宽的温度范围内。
在这个温度范围内存在着铁素体+奥氏体+石墨的稳定平衡和铁素体+奥氏体+渗碳体的准稳定平衡。
在共析温度范围内的不同温度都对应铁素体和奥氏体的不同平衡数量。
这样只要控制不同的加热温度和保温时间，就可以获得铁素体和珠光体不同比例的基体组织。
在较大幅度内调整铸铁的机械性能。
2．尽管铸铁总碳量很高，但是石墨化过程可使碳全部或部分以石墨形态析出，使她不仅具有近似低碳钢的基体组织，甚至可控制不同的石墨化程度，得到不同数量和形态铁素体与珠光体（或其他奥氏体转变产物）的混合组织。
从而使铸铁通过热处理，即可获得机油相当于高碳钢的性能，又可获得相当于中.低碳钢的性能，而钢则没有这种可能性。
3．铸铁奥氏体及其转变产物的含碳量可以在一个相当大的范围内变化。
控制奥氏体化温度和加热保温冷却条件，可以在相当大的范围内调整和控制奥氏体及其转变产物的含碳量，从而使铸铁的性能可在较大的范围内进行调整。
4．与钢不同，铸铁重石墨是碳的集散地。
相变过程中，碳常需作远距离的扩散，而扩散速度又受温度条件和化学成分的影响，变化甚大，这对相变过程，相变速度和相变产物含碳量都会发生很大的影响。
5．热处理不能改变石墨的形态和分布特征，因而铸铁热处理的效果与存在铸铁基体重的石墨形态有密切的关系。
对灰口铸铁石墨呈球状，削弱基体作用较小，因而凡能改变金属基体的各种热处理方法，对球墨铸铁件都非常有效。
钢无石墨存在，则不存在这种影响。
二．加热时铸铁组织的转变铸铁的铸态组织有三种：铁素体+石墨，铁素体+珠光体+石墨，珠光体+石墨。
有时还含有少量的自由渗碳体存在。
原始组织不同的铸铁在固态下加热时要发生不同的变化。
球球墨铸铁600热处理力学
球球墨铸铁600热处理力学
（最新版）
目录
1.球墨铸铁的概述
2.600 热处理的含义和目的
3.600 热处理对球墨铸铁的力学性能影响
4.结论
正文
【1.球墨铸铁的概述】
球墨铸铁，是一种高强度、高韧性的铸铁材料，是 20 世纪 50 年代发展起来的新型铸铁材料。
其主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷等，通过在铁水中加入适量的球化剂和孕育剂，使其形成球状石墨，从而提高铸铁的力学性能。
【2.600 热处理的含义和目的】
600 热处理，是指将球墨铸铁在 600℃左右的温度下进行热处理。
这种热处理的主要目的是为了提高球墨铸铁的硬度和强度，使其在机械加工和使用过程中具有更好的耐磨性和耐久性。
【3.600 热处理对球墨铸铁的力学性能影响】
600 热处理对球墨铸铁的力学性能有显著的提升。
首先，600 热处理可以提高球墨铸铁的硬度。
在 600℃的温度下，铁素体和珠光体相变，使得铸铁的硬度得到提高。
其次，600 热处理可以提高球墨铸铁的强度。
热处理过程中，铸铁中的石墨球粒子细化，使其在受力时能够更好地分散应力，提高强度。
最后，600 热处理对球墨铸铁的韧性也有所提高。
在热处理过程中，铸铁中的碳化物和夹杂物得以析出，减少了铸铁的脆性，提高了其韧性。
热处理工艺对铸铁材料组织和性能的影响
热处理工艺对铸铁材料组织和性能的影响热处理是通过一系列的加热和冷却过程来调整和改善金属材料的组织和性能的工艺。
对于铸铁材料来说，热处理具有重要的意义。
本文将就热处理工艺对铸铁材料组织和性能的影响进行详细探讨。
首先，热处理对铸铁材料的组织有显著的影响。
铸铁是由铁、碳和其他合金元素组成的合金材料，其组织主要由铁素体和渗碳体组成。
热处理过程中的加热和冷却过程可以改变铸铁的组织结构，从而影响其性能。
常见的热处理方法包括退火、正火和淬火。
退火是将铸铁材料加热到一定温度后，缓慢冷却至室温的过程。
通过退火可以改善铸铁的塑性、韧性和可加工性。
退火过程中，石墨形态由薄片状转变为球状，从而减小了石墨的尖锐度，提高了铸铁材料的韧性。
此外，退火还可以减少残留应力，提高铸铁材料的抗变形能力。
正火是将铸铁材料加热到一定温度后，保持一段时间，然后缓慢冷却至室温的过程。
正火能够使铸铁材料的组织均匀化，提高硬度和强度。
正火过程中，石墨片段逐渐变大，最终形成长条状结构。
这种结构有利于提高铸铁的强度，但会降低其韧性。
因此，正火适用于对硬度和强度要求较高，而韧性要求相对较低的铸铁材料。
淬火是将铸铁材料加热到一定温度后迅速冷却至室温的过程。
淬火能够使铸铁材料产生马氏体结构，从而提高材料的硬度和强度。
但同时也降低了铸铁的韧性。
淬火温度和冷却速度的控制是影响铸铁材料性能的关键。
过高的温度和过快的冷却速度会导致淬火裂纹，降低材料的可靠性。
除了影响组织结构外，热处理还会对铸铁材料的性能产生直接影响。
常见的性能包括硬度、强度、韧性和耐磨性等。
通过选择适当的热处理工艺，可以使铸铁材料达到不同的性能要求。
例如，退火可以提高铸铁材料的韧性和可加工性，适用于需要较高韧性的应用。
正火可以提高铸铁材料的硬度和强度，适用于需要较高硬度和强度的应用。
淬火可以使铸铁材料达到最高的硬度和强度，适用于需要高耐磨性的应用。
总的来说，热处理工艺对铸铁材料的组织和性能具有显著影响。
铸铁的表面热处理
铸铁的表面热处理铸铁件表面热处理的目的是改善铸铁件的抗磨性能。
钢中的感应加热淬火，激光加热淬火，软氮化等工艺均适用铸铁。
柴油机、内燃机汽缸套目前常采用激光加热淬火或软氮化处理。
激光加热铸铁件加热速度很快，空冷后工件就可形成一层高碳马氏体组织的硬化层，因而抗磨损能力大为增强。
铸铁件经软氮化处理后，表层形成一层e相的化合物(Fe2-3N)高硬化层，不仅硬度高，同时摩擦系数小，因而球墨铸造抗磨损能力大为改善。
球墨铸铁组织中，石墨呈球状，对基体的削弱和破坏作用比片状石墨弱。
球铁性能主要取决于基体组织，石墨的影响居次要地位。
以各种热处理方式改善球铁的基体组织，即可程度不同地提高其力学性能。
由于化学成分、冷却速度、球化剂等因素的影响，在铸态组织中，尤其是铸件薄壁处常出现铁素体+珠光体+渗碳体+石墨的混合组织。
热处理的目的就在于获得所需要的组织，从而改善力学性能。
东莞钣金加工厂为大家介绍球墨铸铁常用的热处理方法如下。
（1）低温石墨化退火加热温度720~760℃。
随炉冷却至500℃以下出炉空冷。
使共析渗碳体分解，获得铁素体基体的球铁，以提高韧性。
（2）高温石墨化退火880~930℃，转至720~760℃保温，随炉冷却至500℃以下出炉空冷。
消除白口组织，获得铁素体基体的球铁，提高塑性，降低硬度，增加韧性。
（3）完全奥氏体化正火880~930℃，冷却方式：雾冷、风冷或空冷，为减少应力，增加回火工序：500~600℃，获得珠光体+少量铁素体+球状石墨，提高强度、增加硬度和耐磨性。
（4）不完全奥氏体化正火820~860℃加热，冷却方式：雾冷、风冷或空冷，为减少应力，增加回火工序：500~600℃，获得珠光体+少量分散的铁素体组织，得到较好的综合力学性能。
（5）调质处理840~880℃加热，冷却方式：油或水冷，淬火之后的回火温度：550~600℃，获得回火索氏体组织，提高综合力学性能。
（6）等温淬火840~880℃加热，在250~350℃盐浴中淬火，获得综合力学性能，尤其能提高强度、韧性与耐磨性。
球墨铸铁 热处理硬度
球墨铸铁热处理硬度
热处理是指对工件进行加热和冷却等工艺操作，以改变其组织结构和性能的过程。
对球墨铸铁进行热处理可以提高其硬度。
球墨铸铁是将铸铁中加入适量的球墨铁水处理剂，通过稀土合金化处理和封闭反应，使其除含有蓝色铁蝴蝶碳化物外，还含有不同形态的球状石墨，并使球墨石墨分布均匀，从而提高了铸铁的抗拉、弯曲、冲击和耐磨性能。
球墨铸铁通常经过退火、正火和淬火三道热处理工艺来改变其硬度。
退火工艺主要是为了消除内部应力，提高材料的韧性；正火则可以提高其硬度和强度；淬火则是通过迅速冷却使球墨铸铁表面形成马氏体组织，进一步提高硬度。
球墨铸铁热处理后的硬度取决于球墨石墨的分布、硬质相的形态和含量等因素。
通常情况下，经过适当的热处理，球墨铸铁的硬度可以显著提高，从而提高其耐磨性和使用寿命。
铸铁的热处理
铸铁的热处理铸铁的热处理和钢的热处埋有相同之处，也有不同之处。
铸铁的热处理一般不能改善原始组织中石墨的形态和分布状况。
对灰口铸铁来说，由于片状石墨所引起的应力集中效应是对铸铁性能起主导作用的困素，因此对灰口铸铁施以热处理的强化效果远不如钢和球铁那样显著。
故灰口铸铁热处理工艺主要为退火、正火等。
对于球铁来说，由于石墨呈球状，对基体的割裂作用大大减轻，通过热处理可使基体组织充分发挥作用，从而可以显著改善球性的机械性能。
故球铁像钢一样，其热处理工艺有退火、正火、调质、多温淬火、感应加热淬火和表面化学热处理等。
铸铁的热处理工艺：1.消除应力退火由于铸件壁厚不均匀，在加热，冷却及相变过程中，会产生效应力和组织应力。
另外大型零件在机加工之后其内部也易残存应力，所有这些内应力都必须消除。
去应力退火通常的加热温度为500～550℃保温时间为2～8h，然后炉冷(灰口铁)或空冷(球铁)。
采用这种工艺可消除铸件内应力的90～95%，但铸铁组织不发生变化。
若温度超过550℃或保温时间过长，反而会引起石墨化，使铸件强度和硬度降低。
2.消除铸件白口的高温石墨化退火铸件冷却时，表层及薄截面处，往往产生白口。
白口组织硬而脆、加工性能差、易剥落。
因此必须采用退火(或正火)的方法消除白口组织。
退火工艺为：加热到550-950℃保温2～5h，随后炉冷到500—550℃再出炉空冷。
在高温保温期间，游高渗碳体和共晶渗碳体分解为石墨和A，在随后护冷过程中二次渗碳体和共析渗碳体也分解，发生石墨化过程。
由于渗碳体的分解，导致硬度下降，从而提高了切削加工性。
3.球铁的正火球铁正火的目的是为了获得珠光体基体组织，并细化晶粒，均匀组织，以提高铸件的机械性能。
有时正火也是球铁表面淬火在组织上的准备、正火分高温正火和低温正火。
高温正火温度一般不超过950～980℃，低温正火一般加热到共折温度区间820～860℃。
正火之后一般还需进行处理，以消除正火时产生的内应力。
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铸铁的热处理铸铁的热处理按工艺目的不同，铸铁热处理主要可以分为以下几种：(1)去应力退火热处理；(2) 石墨化热处理；(3) 改变基体组织热处理。
本章简要介绍上述热处理工艺的理论基础和工艺特点。
第一节去应力退火热处理去应力退火就是将铸件在一定的温度下保温，然后缓慢冷却，以消除铸件中的铸造残留应力。
对于灰口铸铁，去应力退火可以稳定铸件几何尺寸，减小切削加工后的变形。
对于白口铸铁，去应力退火可以避免铸件在存放、运输和使用过程中受到振动或环境发生变化时产生变形甚至自行开裂。
一、铸造残留应力的产生铸件在凝固和以后的冷却过程中要发生体积收缩或膨胀，这种体积变化往往受到外界和铸件各部分之间的约束而不能自由地进行，于是便产生了铸造应力。
如果产生应力的原因消除后，铸造应力随之消除，这种应力叫做临时铸造应力。
如果产生应力的原因消除后铸造应力仍然存在，这种应力叫做铸造残留应力。
铸件在凝固和随后的冷却过程中，由于壁厚不同，冷却条件不同，其各部分的温度和相变程度都会有所不同，因而造成铸件各部分体积变化量不同。
如果此时铸造合金已经处于弹性状态，铸件各部分之间便会产生相互制约。
铸造残留应力往往是这种由于温度不同和相变程度不同而产生的应力。
二、去应力退火的理论基础研究表明，铸造残留应力与铸件冷却过程中各部分的温差及铸造合金的弹性模量成正比。
过去很长的时期里，人们认为铸造合金在冷却过程中存在着弹塑性转变温度，并认为铸铁的弹塑性转变温度为400℃左右。
基于这种认识，去应力退火的加热温度应是400℃。
但是，实践证明这个加热温度并不理想。
近期的研究表明，合金材料不存在弹塑性转变温度，即使处于固液共存状态的合金仍具有弹性。
为了正确选择去应力退火的加热温度，首先让我们看看铸铁在冷却过程中应力的变化情况。
图8─1是用应力框测定的灰铸铁冷却过程中粗杆内应力的变化曲线。
图8─1 灰铸铁应力变化曲线在a点前灰铸铁细杆已凝固完毕，粗杆处于共晶转变期，粗杆石墨化所产生的膨胀受到细杆的阻碍，产生压应力，到达a点时，粗杆的共晶转变结束，应力达到极大值。
从a点开始，粗杆冷却速度超过细杆，二者温差逐渐减小，应力随之减小，到达b点时应力降为零。
此后由于粗杆的线收缩仍然大于细杆，加上细杆进入共析转变后石墨析出引起的膨胀，粗杆中的应力转变为拉应力。
到达c点时粗杆共析转变开始，细杆共析转变结束，两杆温差再次增大，粗杆受到的拉应力减小。
到达d点时，粗杆受到的拉应力降为零，粗杆所受到的应力又开始转变为压应力。
从e点开始，粗杆的冷却速度再次大于细杆，两杆的温差再次减小，粗杆受到的压应力开始减小。
到达f点时，应力再度为零。
此时两杆仍然存在温差，粗杆的收缩速度仍然大于细杆，在随后的冷却过程中，粗杆所受到的拉应力继续增大。
从上述分析可以看出，灰铸铁在冷却过程中有三次完全卸载（即应力等于零）状态。
如果在其最后一次完全卸载（即f点）时，对铸件保温，消除两杆的温差，然后使其缓慢冷却，就会使两杆间的应力降到最小。
对灰铸铁冷却过程中的应力测定表明，灰铸铁最后一次完全卸载温度在550～600℃。
这与实际生产中灰铸铁的退火温度相近。
三、去应力退火工艺为了提高去应力退火的实际效果，加热温度最好能达到铸件最后一次完全卸载温度。
在低于最后一次完全卸载温度时，加热温度越高，应力消除越充分。
但是，加热温度过高，会引起铸件组织发生变化，从而影响铸件的性能。
对于灰铸铁件，加热温度过高，会使共析渗碳体石墨化，使铸件强度和硬度降低。
对于白口铸铁件，加热温度过高，也会使共析渗碳体分解，使铸件的硬度和耐磨性大幅度降低。
普通灰铸铁去应力退火的加热温度为550℃。
•当铸铁中含有稳定基体组织的合金元素时，可适当提高去应力退火温度。
低合金灰口铸铁为600℃，高合金灰口铸铁可提高到650℃。
加热速度一般为60～100℃/h。
保温时间可按以下经验公式计算H＝铸件厚度/25＋H'式中铸件厚度的单位是毫米，保温时间的单位是小时，H'在2～8范围里选择。
形状复杂和要求充分消除应力的铸件应取较大的H'值。
随炉冷却速度应控制在30℃/h以下，一般铸件冷至150～200℃出炉，形状复杂的铸件冷至100℃出炉。
表8─1为一些灰铸铁件的去应力退火规范，供参考。
表8─1 一些灰铸铁件去应力退火规范普通白口铸铁去应力退火的加热温度不应超过500℃，高合金白口铸铁由于其共析渗碳体稳定性好及铸造应力大，其加热温度一般远远高于普通白口铸铁，可达800～900℃。
表8─2给出了两种高合金白口铸铁的去应力退火规范，供参考。
表8─2 两种高合金白口铸铁的去应力退火规范第二节石墨化退火热处理石墨化退火的目的是使铸铁中渗碳体分解为石墨和铁素体。
这种热处理工艺是可锻铸铁件生产的必要环节。
在灰铸铁生产中，为降低铸件硬度，便于切削加工，有时也采用这种工艺方法。
在球墨铸铁生产中常用这种处理方法获得高韧性铁素体球墨铸铁。
一、石墨化退火的理论基础根据相稳定的自由能计算，铸铁中渗碳体是介稳定相，石墨是稳定相，渗碳体在低温时的稳定性低于高温。
因此从热力学的角度看，渗碳体在任一温度下都可以分解为石墨和铁碳固溶体，而且在低温下，渗碳体分解更容易。
但是，石墨化过程能否进行，还取决于石墨的形核及碳的扩散能力等动力学因素。
对于固态相变，原子的扩散对相变能否进行起重要作用。
由于温度较高时，原子的扩散比较容易，因此实际上渗碳体在高温时分解比较容易。
尤其是自由渗碳体和共晶渗碳体分解时，由于要求原子做远距离扩散，只有在温度较高时才有可能进行。
1.石墨的形核对于可锻铸铁，渗碳体的分解首先要求形成石墨核心。
在固相基体中，石墨形核既要克服新相形成所引起的界面能的增加，同时又要克服石墨形核时体积膨胀所受到的外界阻碍，因此其形核比在液态时要困难得多。
由于在渗碳体与其周围固溶体的界面上存在有大量的空位等晶体缺陷，石墨晶核首先在这里形成。
在渗碳体内，尽管也可能存在有晶体缺陷，但是由于石墨形核会引起较大的体积膨胀，而渗碳体硬度高，体积容让性差，必然会对此产生巨大的阻力，从而阻碍石墨核心在其内部形成。
在实际生产中，铸铁内往往存在有各种氧化物、硫化物等夹杂物。
其中一些夹杂物与石墨有良好的晶格对应关系，可以作为石墨形核的基底，减小了由于石墨形核所造成的界面能的增加。
因此在实际条件下，石墨形核要比理想状态容易些。
对于灰铸铁和球墨铸铁，石墨化过程不需要石墨重新形核。
2.高温石墨化过程高温石墨化的主要目的是使自由渗碳体和共晶渗碳体分解。
如果把含有渗碳体的铸铁加热到奥氏体温度区域，石墨的形核则发生在奥氏体与渗碳体的界面上。
石墨形核后，随着渗碳体的分解，借助于碳原子向石墨核心的扩散不断长大，最终完成石墨化过程。
需要指出的是，对于可锻铸铁而言，其铸态组织是按亚稳定系凝固而成，其中奥氏体相对于稳定系奥氏体呈碳过饱和状态，石墨化后，奥氏体中碳浓度也要发生变化。
石墨化完成后，铸铁的平衡组织为奥氏体加石墨。
如果此时将铸铁缓慢冷却，奥氏体将发生共析转变，其转变产物是铁素体和二次石墨，铸铁的最终平衡组织为铁素体加石墨。
3.低温石墨化过程低温石墨化是指在A1温度（720～750℃）以下保温的石墨化过程。
可分为两种情况：一种是铸铁经过高温奥氏体化后再进行低温石墨化处理；另一种是铸铁不经过高温奥氏体化，而仅加热到A1温度以下进行低温石墨化。
前者的目的是使奥氏体在共析转变时按稳定系转变为铁素体和石墨。
后者不形成奥氏体，共析渗碳体直接分解为铁素体加石墨。
如前所述，从热力学条件看，在低温下石墨化是可能的。
此时关键的问题是碳原子的扩散。
在低温下，碳原子本身的扩散能力很低，加之铁素体溶解碳的能力很小，碳原子的扩散比较困难，主要通过晶粒边界和晶体内部缺陷进行。
因此，要提高低温石墨化的速度，关键是减小碳原子的扩散距离。
细化铸态组织，增加晶界，增加石墨核心是减小碳原子扩散距离的有效措施。
二、石墨化退火工艺1.铁素体（黑心）可锻铸铁的石墨化退火工艺图8─2 铁素体可锻铸铁退火工艺图图8─2所示，黑心可锻铸铁的石墨化有五个阶段：(1) 升温；(2) 第一阶段石墨化；(3) 中间阶段冷却；(4) 第二阶段石墨化；(5) 出炉冷却。
表8─3为一些典型可锻铸铁件石墨化退火实例，供参考。
表8─3 铁素体可锻铸铁石墨化退火实例2.珠光体可锻铸铁石墨化退火工艺珠光体可锻铸铁的石墨化退火与铁素体可锻铸铁的第一阶段石墨化相同，但不进行第二阶段石墨化，或在第一阶段石墨化后淬火并高温回火。
其热处理实例见表8─4。
表8─4 珠光体可锻铸铁石墨化退火实例3.灰口铸铁和球墨铸铁的石墨化退火灰口铸铁和球墨铸铁的石墨化退火又称为软化退火。
当铸件中共晶渗碳体不多时，石墨化退火的目的是使共析渗碳体分解，此时可选用低温石墨化退火。
当铸件中含有自由渗碳体或共晶渗碳体时石墨化退火的目的是消除自由渗碳体和共晶渗碳体，此时须进行高温石墨化退火。
退火工艺见表8－5。
表8─5 灰口铸铁和球墨铸铁石墨化退火工艺退火类型铸铁类型加热温度(℃) 保温时间(h) 出炉温度(℃)低温石墨化灰口铸铁650～7501～4< 300球墨铸铁720～7602+铸件厚度/25< 600高温石墨化灰口铸铁900～950 2+铸件厚度/25100～300球墨铸铁880～9801+铸件厚度/25< 600第三节改变基体组织的热处理一、改变基体组织热处理的理论基础1.过冷奥氏体的转变及其产物如果将奥氏体化后的铸铁冷却到A1温度以下（此时的奥氏体称为过冷奥氏体），奥氏体就会发生转变。
其转变可以是珠光体转变、贝氏体转变、或马氏体转变。
究竟发生何种转变一方面取决于各种转变生成相在不同温度下的自由能，另一方面与各种转变所要求的动力学条件有关。
对于铁碳合金，珠光体转变发生在A1以下至550℃左右。
在此温度下，原子可以充分扩散，转变产物为珠光体。
在一般情况下，珠光体内的铁素体和渗碳体呈片状相间分布，其片层厚度与珠光体转变温度有关。
转变温度越低，所形成的珠光体分散度越高，片层间距越小，其力学性能越高。
随着转变温度的降低，其转变产物依次为粗大珠光体或称珠光体，细珠光体或称索氏体，极细珠光体或称屈氏体（托氏体）。
如果奥氏体冷却到大约220～550℃进行转变，由于温度较低，原子的扩散不能充分进行，奥氏体分解为介稳定的过饱和α-Fe与碳化物（或渗碳体）的混合物。
这种转变产物称为贝氏体。
贝氏体分为上贝氏体和下贝氏体。
在接近珠光体转变温度（550℃稍下）所形成的贝氏体称为上贝氏体，由平行的α-Fe 相和其间分布的碳化物所组成。
在金相显微镜下，上贝氏体呈羽毛状，因此又叫做羽毛状贝氏体。
在靠近马氏体转变温度（220℃稍上）所形成的贝氏体称为下贝氏体，由针状过饱和α-Fe•及其上分散的微细碳化物所组成，又叫做针状贝氏体。