球墨铸铁热处理工艺

球墨铸铁中的石墨是以球状分布在基体上。球墨铸铁的热处理，其目的是消除应力，提高加工性能，改善基体组织和性能。

  1．消除内应力的低温退火

  球墨铸铁铸造后的应力比灰铸铁大1～2倍。如果不进行其他热处理时，应进行去应力退火。其方法与灰铸铁相同，只是对珠光体基体的球墨铸铁用500～600℃。对铁素体基体的球墨铸铁，采用600～650℃，保温2～8h，随炉冷到200℃以下出炉空冷。

  2．高温石墨化退火

  退火加热温度为900～950℃，保温1～4h。需获得铁素体基体时应随炉缓冷至600℃以下出炉，或冷至720～760℃进行等温退火，保温2～8h，炉冷至600℃后出炉空冷。工艺曲线如图3-57。

  3．低温石墨化退火

  为获得铁素体基体，可将铸件加热至720～760℃，保温2～8h，冷至600℃出炉。铁素体基体球墨铸铁组织图见图3-58。

  4．球墨铸铁正火

  (1)低温正火

  加热到840～880℃，保温1～4h，获得部分奥氐体，然后空冷。正火后获得铁素体+珠光体

铁素体基体球墨铸铁

  图3-58    铁素体基体球墨铸铁

铁素体+珠光体球墨铸铁

  图3-59    铁素体+珠光体球墨铸铁

  (2)高温正火

  加热到880～920℃，保温1～3h，使基体完全奥氏体化，然后空冷、风冷或喷雾冷却，获得珠光体基体，金相组织如图3-60。强度硬度提高，但铸铁导热性差、冷却快造成较大应力，为此正火后往往需要去除应力，即加热到550～600℃，保温1～3h，空冷。

  5．球墨铸铁的淬火和回火

  球墨铸铁淬火的目的是为了得到马氏体组织，以提高铸件耐磨性。淬火温度是Ac1+ (30～50)℃，由于含硅量不同，A1点也不同，当硅含量为2%～3%时，淬火温度取860～900℃，硅含量高，淬火温度取上限。淬火温度过高，会使晶粒粗大和残留奥氏体增多，力学性能下降，一般在保证完全奥氏体化的前提下尽量采用较低的淬火温度。保温时间应比钢件长0.5～1倍。组织中铁索体多，应采取上限时间。

  为防止变形和开裂一般采取油冷，形状简单而硬度要求高时采用水淬。淬火后硬度可达58～60HRC，淬火应力大，应及时回火。回火按温度可分为低温回火( 140～150℃)、中温回火(350～500℃)和高温回火(500～600℃)3种。最高回火温度不超过600℃，回火时间一般为2～4h。

珠光体基体球墨铸铁(×340)

  6．球墨铸铁的等温淬火

  将零件加热到860～920℃，保温一段时问后立即进入250～350℃硝盐槽中等温60～90min后空冷，获得下贝氏体及马氏体组织。经250～350℃回火，使残余奥氏体转变为下贝氏体。而马氏体转变为回火马氏体，因而等温处理后强度高，韧性好，变形小，薄壁或形状复杂、要求变形较小的零件应采用等温处理。

  7．球墨铸铁典型热处理工艺

  (1)铸件名称

  汽车曲轴。

  (2)化学成分w(%)

  C 2. 82～4. 06，Si 2.28～2.58，Mn 0.31～0.36，P 0.024～0. 042，S 0.01～0.014，V 0.16～0.28，Ti 0.09～0.11，Mg 0. 032～0. 049。

  (3)基体组织

球墨铸铁汽车曲轴热处理工艺曲线

  70%～90%珠光体。

  (4)力学性能

  σ=730～930MPa，δ=2%～8%，α=22～49J/cm2，HBS=255～277。