鑄鐵生產(chǎn)除適當(dāng)?shù)剡x擇優(yōu)學(xué)成分以得到～定的組織外，熱處理也是進(jìn)一步調(diào)整和改進(jìn)基體組織以提高鑄鐵性能的一種重要途徑。鑄鐵的熱處理和鋼的熱處埋有相同之處 ，也有不同之處。鑄鐵的熱處理一般不能改善原始組織中石墨的形態(tài)和分布狀況。對灰口鑄鐵來說，由于片狀石墨所引起的應(yīng)力集中效應(yīng)是對鑄鐵性能起主導(dǎo)作用的困素，因此對灰口鑄鐵施以熱處理的強(qiáng)化效果遠(yuǎn)不如鋼和球鐵那樣顯著。故友口鑄鐵熱處理工藝主要為退火、正火等。對于球鐵來說，由于石墨呈球狀，對基體的割裂作用大大減輕，通過熱處理可使基作組織充分發(fā)揮作用，從而可以顯著改善球性的機(jī)械性能。 故球鐵像鋼一樣，其熱處理工藝有退火、正火、調(diào)質(zhì)、多溫淬火、感應(yīng)加熱淬火和表面化學(xué)熱處理等。
鑄鐵的熱處理工藝：
1.消除應(yīng)力退火
由于鑄件壁厚不均勻，在加熱，冷卻及相變過程中，會產(chǎn)生效應(yīng)力和組織應(yīng)力。另外大型零件在機(jī)加工之后其內(nèi)部也易殘存應(yīng)力，所有這些內(nèi)應(yīng)力都必須消除。去應(yīng)力退火通常的加熱溫度為500～550℃保溫時(shí)間為2～8h，然后爐冷（灰口鐵）或空冷（球鐵）。采用這種工藝可消除 鑄件內(nèi)應(yīng)力的90～95％，但鑄鐵組織不發(fā)生變化。若溫度超過550℃或保溫時(shí)間過長，反而會引起石墨化，使鑄件強(qiáng)度和硬度降低。
2.消除鑄件白口的高溫石墨化退火
鑄件冷卻時(shí)，表層及薄截面處，往往產(chǎn)生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須采用退火（或正火）的方法消除白口組織。退火工藝為：加熱到550－950℃保溫2～5 h，隨后爐冷到500—550℃再出爐空冷。在高溫保溫期間 ，游高滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A，在隨后護(hù)冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發(fā)生石墨化過程。由于滲碳體的分解，導(dǎo)致硬度下降，從而提高了切削加工性。
3.球鐵的正火
球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織，并細(xì)化晶粒，均勻組織，以提高鑄件的機(jī)械性能。有時(shí)正火也是球鐵表面淬火在組織上的準(zhǔn)備、正 火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950～980℃，低溫正火一般加熱到共折溫度區(qū)間820～860℃。正火之后一般還需進(jìn)行四人處理，以消除正火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
4.球鐵的淬火及回火
為了提高球鐵的機(jī)械性能，一般鑄件加熱到Afc1以上30～50℃（Afc1代表加熱時(shí)A形成終了溫度） ，保溫后淬入油中，得到馬氏體組織。為了適當(dāng)降低淬火后的殘余應(yīng)力，一般淬火后應(yīng)進(jìn)行回火，低溫回火組織為回火馬氏作加殘留貝氏體再加球狀石墨。這種組織耐磨性好 ，用于要求高耐磨性，高強(qiáng)度的零件。中溫回火溫度為350—500℃回火后組織為回火屈氏體加球狀石墨，適用于要求耐磨性好、具有一定效穩(wěn)定性和彈性的厚件。高溫 回火溫度為500—60D℃，回火后組織為回火索氏作加球狀石墨，具有韌性和強(qiáng)度結(jié)合良好的綜合性能，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
5.球鐵的多溫淬火
球鐵經(jīng)等溫淬火后可以獲得高強(qiáng)度，同時(shí)兼有較好的塑性和韌性。多溫淬火加熱溫度的選擇主要考慮使原始組織全部A化、不殘留F，同時(shí)也避免A晶粒長大。加熱溫度一般采用Afc1以上30～50℃，等溫處理溫度為0～350℃以保證獲得具有綜合機(jī)械性能的下貝氏體組織。稀土鎂鋁球鐵等 溫淬火后σb=1200～1400MPa，αk=3～3.6J／cm2，HRC＝47～51。但應(yīng)注意等溫淬火后再加一道回火工序。
6.表面淬火
為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，可采用表面淬火?；诣T鐵及球鐵鑄件均可進(jìn)行表面淬火。一般采用高（中） 頻感應(yīng)加熱表面淬火和電接觸表面淬火。
7.化學(xué)熱處理
對于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蝕的鑄件，可以采用類似于鋼的化學(xué)熱處理工藝，如氣體軟氯化、氯化、滲硼、滲硫等處理。
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灰口鑄鐵的牌號、性能、組織及用途
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鑄鐵類別
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牌號
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鑄體主要壁厚
mm
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試體直徑mm
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抗拉強(qiáng)度
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抗彎強(qiáng)度
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撓度支距
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抗壓強(qiáng)度
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硬度HB
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顯微組織
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用途舉例
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不小于
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基體
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石墨
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鐵素體灰口鑄鐵
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HT100-260
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所有尺寸
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30
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100
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260
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2
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500
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143-229
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F+P(少量)
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粗片
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低負(fù)荷和不重要的零件，如蓋、外罩、手*、支架、和重錘等
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鐵素體--珠光體灰口鑄鐵
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HT150-330
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4-8
>8-15
>15-30
>30-50
>50
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13
20
30
45
60
|
280
200
150
120
100
|
470
390
330
250
210
|
1.5
2
2.5
3
4
|
650
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170-241
170-241
163-229
163-229
143-229
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F+P
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較片粗
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中等應(yīng)力的零件，如支柱、底座、齒*箱、工作臺、刀架、端蓋、閥體、管路、附件等
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珠光體灰口鑄鐵
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HT200-400
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6-8
>8-15
>15-30
>30-50
>50
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13
20
30
45
60
|
320
250
200
180
160
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530
450
400
340
310
|
1.8
2.5
2.5
3
4.5
|
750
|
187-255
170-241
170-241
170-241
163-229
|
P
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中等片狀
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承受較大應(yīng)力、用作重要的零件，如汽缸、齒*、機(jī)座、飛*、床身、剎車*、聯(lián)軸器、齒*箱和軸承座等
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HT250-470
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>8-15
>15-30
>30-50
>50
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20
30
45
60
|
290
250
220
200
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500
470
420
390
|
2.8
3
4
4.5
|
1000
|
187-255
170-241
170-241
163-229
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細(xì)P
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較細(xì)片狀
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孕育鑄鐵
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HT300-540
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15-30
>30-50
>50
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30
45
60
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300
270
260
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540
500
480
|
3
4
4.5
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1100
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187-255
170-241
170-241
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S或T
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細(xì)小片狀
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用作承受高彎曲應(yīng)力及高抗壓強(qiáng)度的重要零件，如齒*、凸*、車床卡盤、剪床及壓力機(jī)機(jī)身和潤滑閥殼體等
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HT350-610
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15-30
>30-50
>50
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30
45
60
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350
320
310
|
610
560
540
|
3.5
4
4.5
|
1200
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197-269
187-255
170-241
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HT400-680
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20-30
>30-50
>50
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30
45
60
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400
380
370
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680
650
630
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3.5
4
4.5
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207-269
187-269
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-
可鍛鑄鐵：可鍛鑄鐵是用碳、硅含量較低的鐵碳合金鑄成白口鑄鐵坯件，再經(jīng)過長時(shí)間高溫退火處理，使?jié)B碳體分解出團(tuán)絮狀石墨而成，即可鍛鐵是一種經(jīng)過石墨化處理的白口鑄鐵。
可鍛鑄鐵按熱處理后顯微組織不同分兩類；一類是黑心可鍛鑄鐵和珠光可鍛鑄鐵。黑心可鍛鑄鐵組織主要是鐵素體（F）基本+團(tuán)絮狀石墨；珠光體可鍛鑄鐵組織主要是珠光體（P）基體+團(tuán)絮狀石墨。另一類是白心可鍛鑄鐵，白心可鍛鑄鐵組織決定于斷面尺寸，小斷面的以鐵素體為基體，大斷面的表面區(qū)域?yàn)殍F素體、心部為珠光體和退火碳。
· 球墨鑄鐵：在鐵水（球墨生鐵）澆注前加一定量的球化劑（常用的有硅鐵、鎂等）使鑄鐵中石墨球化。由于碳（石墨）以球狀存在于鑄鐵基體中，改善其對基體的割裂作用，球墨鑄鐵的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性大大提高。并具有耐磨、減震、工藝性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛替代可鍛鑄鐵及部分鑄鋼、鍛鋼件、如曲軸、連桿、軋輥、汽車后橋等。
根據(jù)GB1348-88球墨鑄鐵牌號分為單鑄和附鑄試塊兩類；單鑄試塊的機(jī)構(gòu)性能分八個(gè)牌號見表。
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球墨鑄鐵單鑄試塊的機(jī)械性能
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牌號
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抗拉強(qiáng)度sb
N/mm2(kgf/mm2)
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屈服硬度s0.2
N/mm2(kgf/mm2)
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延伸率d%
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供參考
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最小值
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布氏硬度HB
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主要金相組織
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QT400--18
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400(40.80)
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250(25.50)
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18
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130--180
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鐵素體
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QT400--15
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400(40.80)
|
250(25.50)
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12
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130--180
|
鐵素體
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QT450--10
|
450(45.90)
|
310(31.60)
|
10
|
160—210
|
鐵素體
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|
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QT500--7
|
500(51.00)
|
320(32.65)
|
7
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170—230
|
鐵素體+珠光體
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QT600--3
|
600(61.20)
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370(37.75)
|
3
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190--270
|
珠光體+鐵素體
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|
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QT700--2
|
700(71.40)
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420(42.85)
|
2
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225—305
|
珠光體
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QT800--2
|
800(81.60)
|
480(48.98)
|
2
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245--335
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珠光體或回火組織
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QT900--2
|
900(91.80)
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600(61.20)
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2
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280--360
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貝氏體或回火馬氏體
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魯公網(wǎng)安備 37011302000381號