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有关球墨铸铁常用的四个热处理方法
根据热处理目的的不同,球墨铸铁常用的热处理方法有以下四种:
(1)高温退火和低温退火
退火的目的是为了获得铁素体基体球墨铸铁。浇铸后铸件组织中常会出现不同数量的珠光体和渗碳体,使切削加工变得较难进行。为了改善其加工性,同时消除铸造应力,需进行退火处理。
当铸态组织为F+P+Fe3C+G(石墨)时,则进行高温退火,即将铸件加热至共析温度以上(约900~950℃),保温2~5h,然后随炉冷至600℃出炉空冷。
当铸态组织为F+P+G(石墨)时,则进行低温退火,即将铸件加热至共析温度附近(约700~760℃),保温3~6h,然后随炉冷至600℃出炉空冷。
(2)正火
正火可分为高温和低温正火两种。高温正火是将铸件加热至共析温度以上,一般为880~920℃,保温1~3h,然后空冷,使其在共析温度范围内快速冷却,以获得珠光体球墨铸铁。对厚壁铸件,应采用风冷,甚至喷雾冷却,以保证获得珠光体基体。若铸态组织中有自由渗碳体存在,正火温度应提高至950~980℃,使自由渗碳体在高温下全部溶入奥氏体。
低温正火是将铸件加热至840~860℃,保温1~4h,出炉空冷。低温正火获得珠光体+铁素体基体的球墨铸铁。
球墨铸铁的导热性较差,正火后铸件内应力较大,因此正火后应进行一次消除应力退火,即加热到550~600℃,保温3~4h出炉空冷。
(3)等温淬火
等温淬火适用于形状复杂易变形、同时要求综合力学性能高的球墨铸铁件。方法是将铸件加热至860~920℃,适当保温并迅速放入250~350℃的盐浴炉中进行0.5~1h的等温处理,然后取出空冷。等温淬火后得到下贝氏体+少量残留奥氏体+球状石墨。由于等温淬火内应力不大,可不进行回火。等温淬火后其抗拉强度σb可达1100~1600MPa,硬度38~50HRC,冲击韧度酜为30~100J/cm ²。可见,等温淬火是提高球墨铸铁综合力学性能的有效途径,但仅适用于结构尺寸不大的零件,如尺寸不大的齿轮、滚动轴承套圈、凸轮轴等。
(4)调质处理
对于受力复杂、截面尺寸较大的铸件,一般采用调质处理来满足高综合力学性能的要求。调质处理时将铸件加热至860~920℃,保温后油冷,而后在550~620℃高温回火2~6h,获得回火索氏体和球状石墨组织,硬度为250~300HBW,具有良好的综合力学性能,常用来处理柴油机曲轴、连杆等零件。
球墨铸铁除了能采用上述热处理工艺外,还可以采用表面强化处理,如渗氮、离子渗氮、渗硼等。
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