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球墨鑄鐵常用的熱處理方法

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根據熱處理目的的不同,球墨鑄鐵常用的熱處理方法有以下幾種:

(1)高溫退火和低溫退火。退火的目的是為了獲得鐵素體基體球墨鑄鐵。澆鑄后鑄件組織中常會(huì )出現不同數量的珠光體和滲碳體,使切削加工變得較難進(jìn)行。為了改善其加工性,同時(shí)消除鑄造應力,需進(jìn)行退火處理。

當鑄態(tài)組織為F+P+Fe3C+G(石墨)時(shí),則進(jìn)行高溫退火,即將鑄件加熱至共析溫度以上(約900~ 950℃),保溫2~5h,然后隨爐冷至600℃出爐空冷。

當鑄態(tài)組織為F+P+G(石墨)時(shí),則進(jìn)行低溫退火,即將鑄件加熱至共析溫度附近(約700~ 760℃),保溫3~6h,然后隨爐冷至600℃出爐空冷。

(2)正火。正火可分為高溫和低溫正火兩種。高溫正火是將鑄件加熱至共析溫度以上,一般為880~ 920℃,保溫1~3h,然后空冷,使其在共析溫度范圍內快速冷卻,以獲得珠光體球墨鑄鐵。對厚壁鑄件,應采用風(fēng)冷,甚至噴霧冷卻,以保證獲得珠光體基體。若鑄態(tài)組織中有自由滲碳體存在,正火溫度應提高至950~980℃,使自由滲碳體在高溫下全部溶入奧氏體。

低溫正火是將鑄件加熱至840~ 860℃,保溫1~4h,出爐空冷。低溫正火獲得珠光體+鐵素體基體的球墨鑄鐵。

球墨鑄鐵的導熱性較差,正火后鑄件內應力較大,因此正火后應進(jìn)行一次消除應力退火,即加熱到550~ 600℃,保溫3~4h出爐空冷。

(3)等溫淬火。等溫淬火適用于形狀復雜易變形、同時(shí)要求綜合力學(xué)性能高的球墨鑄鐵件。方法是將鑄件加熱至860~ 920℃,適當保溫并迅速放入250~ 350℃的鹽浴爐中進(jìn)行0.5~1h的等溫處理,然后取出空冷。等溫淬火后得到下貝氏體+少量殘留奧氏體+球狀石墨。由于等溫淬火內應力不大,可不進(jìn)行回火。等溫淬火后其抗拉強度σb可達1100~1600MPa,硬度38~ 50HRC,沖擊韌度αK為30~100J/cm²??梢?jiàn),等溫淬火是提高球墨鑄鐵綜合力學(xué)性能的有效途徑,但僅適用于結構尺寸不大的零件,如尺寸不大的齒輪、滾動(dòng)軸承套圈、凸輪軸等。

(4)調質(zhì)處理。對于受力復雜、截面尺寸較大的鑄件,一般采用調質(zhì)處理來(lái)滿(mǎn)足高綜合力學(xué)性能的要求。調質(zhì)處理時(shí)將鑄件加熱至860~920℃,保溫后油冷,而后在550~ 620℃高溫回火2~6h,獲得回火索氏體和球狀石墨組織,硬度為250~ 300HBW,具有良好的綜合力學(xué)性能,常用來(lái)處理柴油機曲軸、連桿等零件。

球墨鑄鐵除了能采用上述熱處理工藝外,還可以采用表面強化處理,如滲氮、離子滲氮、滲硼等。

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