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。
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1为一些灰铸铁件的去应力退火规范，供参考。
表1一些灰铸铁件的去应力退火规范
铸件类别铸件质
量t
铸件
厚度mm
热处理规范
装炉温度℃
加热速度℃
/h
退火温度℃保温时间h
冷却速度℃
/h
出炉温度℃
鼓风机机架等具有复
杂外形并要求精确尺
寸的铸件＞1.5
＞70 200 75 500～550 9～10 20～30 ＜200
40～70 200 70 450～500 8～9 20～30 ＜200
＜40 150 60 420～450 5～6 30～40 ＜200
机床床身等类似铸件＞2.0 20～80 ＜150 30～60 500～550 3～10 30～40 180～200 较小型机床
铸件
＜0.10 ＜60 200 100～150 500～550 3～5 20～30 150～200 筒形结构简单铸件＜0.30 10～40 90～300 100～150 550～600 2～3 40～50 ＜200 纺织机械等小型铸件＜0.05 ＜15 150 50～70 500～550 1.5 30～40 150
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2 两种高合金白口铸铁的去应力退火规范
铸铁种类和成分加热速度退火温度保温时间冷却速度
高硅耐蚀铸铁（C 0.5～0.8％，Si 14.5～16％，Mn 0.3～0.8％，S≤0.07％,
P≤0.1％或
Si 16～18％）
形状简单的中、小件
≤100℃/h
850～900℃2～4h
随炉缓慢冷却
（＜30～50℃/h）形状复杂件：浇注凝
固
后，700℃出型入炉
780～850℃2～4h
随炉缓慢冷却
（＜30～50℃/h）
高铬铸铁
（C 0.5～1.0％，Si 0.5～1.3％，Mn 0.5～0.8％，Cr 26～30％，
S≤0.08％，
P≤0.1％或
C 1.5～2.2％，Si 1.3～1.7％，Mn 0.5～0.8％，Cr 32～36％，
S≤0.1％，
P≤0.1％）
500℃以下：20～
30℃/h，
500℃以上：50℃/h
820～850℃H＝铸件壁厚/25，h
随炉缓慢冷却
（＜25～40℃/h）
至100～150℃出炉
空冷
铸铁的热处理（2）
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3为一些典型可锻铸铁件石墨化退火实例，供参考。
表3 一些典型可锻铸铁件石墨化退火实例
产品名称
铸铁牌号
化学成分％ 孕育剂％
退火炉
退火规范
汽车底盘零件
KTH350-10
C 2.5～2.7， Si 1.3～1.6，
Mn 0.35～0.5， P 0.05～0.07， S ＜0.15 B 0.002
Bi 0.006 Al 0.008 25t 升降式电炉
汽车拖拉机铁道等零件
KTH350-10；KTH370-12
C 2.3～2.6，
Si 1.5～2.0， Mn 0.4～0.6， P ＜0.12， S 0.15～0.20 Bi 0.006～0.01 Al 0.008
连续式火焰隧道炉
阀门、手扶拖拉机零
件
KTH350-10
C 2.3～2.7，
Si 1.14～1.36， Mn 0.3～0.4， P ＜0.1， S 0.07～0.09 Al 0.015
－
σb 330～400MPa ；
δ8％～20％；
120～163HBS
C 2.65～2.80，
Si 1.5～1.7，
Mn 0.4～0.6，
P ＜0.1，
S≤0.20，
Cr ＜0.06
－ 锌气氛燃煤炉
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4。表4 珠光体可锻铸铁石墨化退火实例
产品名称
铸铁牌号
化学成分％ 孕育剂％
退火炉
基体组织
退火规范
手扶拖拉机轴承座、插销等
KTZ450-06； KTZ550-04
C 2.4～2.6，
Si 1.3～1.5， Mn 0.4～0.8， P ＜0.1， S ＜0.15 －
室内媒粉炉 片状珠光体
台车车轮、拖拉机履带板、农机具零件 KTZ450-06； KTZ550-04
C 2.4～2.8，
Si 1.0～1.3， Mn 0.85～1.2， P ＜0.1， S≤0.15 －
室内媒粉炉 粒状珠光体
汽车曲轴
KTZ650-02； KTZ700-02
C 2.4～2.6，
Si 1.3～1.5， Mn 0.4～0.5， P ＜0.07， S ＜0.15
B0.003 Bi 0.01 Cu1.0
电炉
细粒状索氏体
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5。表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 650～750 1～4 < 300 球墨铸铁 720～760 2+铸件厚度/25 < 600 高 温 石墨化
灰口铸铁 900～950 2+铸件厚度/25 100～300 球墨铸铁
880～980
1+铸件厚度/25
< 600
铸铁的热处理（3）
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。
如果奥氏体冷却到更低的温度进行转变，原子的扩散已无法进行，奥氏体只能以非扩散的形式转变为马氏体。奥氏体只有冷却到某一温度以下才可以发生马氏体转变，这个温度称为马氏体转变开始点，简称马氏体点。马氏体转变的特点是在转变过程中铁、碳原子都不发生扩散，所生成的马氏体与原来的奥氏体成分相同。从晶体结构上看，马氏体仍是碳在α-Fe 中的过饱和固溶体。高碳马氏体在金相显微镜下呈针状。
2.过冷奥氏体等温转变动力学曲线（C曲线）
过冷奥氏体等温转变动力学曲线是表示不同温度下过冷奥氏体转变量与转变时间关系的曲线。由于通常不需要了解某时刻转变量的多少，而比较注重转变的开始和结束时间，因此常常将这种曲线绘制成温度─时间曲线，简称C曲线（如图3所示）。
C曲线的左边一条线表示转变开始时间，称为孕育期。孕育期的长短取决于过冷奥氏体在该温度下的稳定性，它与该温度下过冷奥氏体与形成新相之间的能量差和碳原子的扩散能力有关。如图4所示，温度越低，过冷度越大，自由能差越大，转变驱动力越大；但同时，温度的降低又使原子的扩散能力降低。因此过冷奥氏体在某一特定温度下转变的孕育期最短。温度过高和过低都不利。
对于铸铁，其奥氏体成分一般是过共析的，其C曲线上多出一条表示先共析渗碳体（或石墨）析出的曲线（如图5所示）。奥氏体的成分偏离共析点越远，这条先共析相析出线距离珠光体转变开始线也越远。铁成分不同，其过冷奥氏体转变的C曲线不同。根据不同成分铸铁过冷奥氏体转变的C曲线，可以容易地预测该成分铸铁不同温度下奥氏体等温转变的产物，从而制订合理的等温转变热处理工艺。
3.过冷奥氏体的连续冷却转变曲线（CCT曲线）
在实际热处理中，等温热处理工艺比较繁琐，因而较多的是采用连续冷却热处理。在连续冷却过程中，奥氏体是在不断降温过程中发生转变的。
为简便起见，可以将铸铁的冷却曲线绘制到C曲线上，以定性地分析在连续冷却条件下过冷奥氏体的转变。如图6所示，当冷却速度为V1时，冷却曲线与C曲线有两个交点，a1点表示珠光体转变开始，b1点表示珠光体转变结束。将冷却速度提高到V2，转变开始时间和结束时间缩短，转变温度降低。如果将冷却速度提高到临界冷却速度V"c以上（比如V3），则冷却曲线不与转变终了线相交，这表明只有一部分奥氏体转变为珠光体，而其余部分被过冷到M s点以下转变为马氏体。在此范围里，冷却速度越大，奥氏体转变为珠光体的量越少，而马氏体量越多。如果冷却速度大于V c，则奥氏体全部转变为马氏体。
虽然应用C曲线可以定性地分析过冷奥氏体连续冷却转变，但是由于连续冷却时奥氏体转变的孕育期与等温转变有所不同，上述分析在数值上存在着一定的偏差。因此，在分析过冷奥氏体连续冷却时比较多的是采用过冷奥氏体的连续冷却转变曲线（CCT曲线）。图7是共析成分奥氏体连续冷却转变曲线，为便于对比，图中还画出了C曲线。与其C曲线相比，连续冷却时转变开始时间和开始温度降低。
连续冷却速度很小时，转变的过冷度很小，转变开始和终了的时间很长。如果提高冷却速度，则转变温度降低，转变的开始和终了时间缩短，转变所经历的温度区间增大。图中CC’线为转变中止线，表示冷却曲线与此线相交时转变并未完成，但奥氏体分解停止，剩余部分被冷却到更低的温度下转变为马氏体。如果冷却速度很大，奥氏体将全部转变为马氏体。
化学成分、加热速度、奥氏体化温度都对奥氏体连续冷却转变曲线有影响。因此，实际铸铁的连续冷却转变曲线与图8─7有比较大的出入。图8是一种球墨连续冷却转变曲线，供参考，冷却曲线下面的数据为硬度（HV10）。
4.珠光体、马氏体、贝氏体相变特点
珠光体、马氏体和贝氏体相变机制在有关金属学及钢的热处理教材中都有详细介绍，限于篇幅，这里不再赘述。表6给出了上述三种转变的特点，供参考。表中所注温度是针对铁碳合金的，对于铸铁，则视硅、锰含量而有所不同。
表6 珠光体、马氏体、贝氏体相变特点
主要异同点
相变类型
珠光体转变贝氏体转变马氏体转变
转变温度范围高温转变
（A r1～500℃）
中温转变
（500℃～M s）
低温转变
（M s以下）
扩散性
具有碳原子和铁原子的
扩散
碳原子扩散，而铁原子不
扩散
无扩散
生核、长大与领先相
生核、长大，一般以渗碳
体为领先相
生核、长大，一般以铁素
体为领先相
生核、长大
共格性无共格性
具有共格性，产生表面浮
凸现象
具有共格性，产生表面浮
凸现象
组成相两相组织两相组织单相组织
γ-Fe(C)→α-Fe(C)＋Fe3C
γ-Fe(C)→α-Fe (C)＋
Fe3C（约350℃以上）
γ-Fe(C)→α-Fe(C)＋
Fe x C（约350℃以下）
γ-Fe(C)→α-Fe(C)
合金元素的分布合金元素扩散重新分布合金元素不扩散合金元素不扩散
二、改变基体组织的热处理及其工艺
1.正火
铸铁的正火处理主要用于球墨铸铁、蠕墨铸铁和灰铸铁，其目的是使基体组织中珠光体含量增多，提高铸铁的耐磨性和强度。
对于球墨铸铁而言，根据加热时是否保留部分铁素体，正火可分为完全奥氏体化正火和部分奥氏体化正火。
(1)灰口铸铁的正火工艺
灰口铸铁共晶渗碳体较少时，正火加热温度一般为850～900℃；共晶渗碳体较多时，加热温度一般为900～950℃。加热温度高，可提高奥氏体的碳含量，使冷却后珠光体量提高。保温时间为1～3小时。保温后在空气中冷却，或采用风冷和喷雾冷却，以提高珠光体含量，并使其细化。
(2)球墨铸铁的正火处理
球墨铸铁的热处理主要有高温奥氏体化正火，两阶段正火，部分奥氏体化正火和高温不保温正火。这些正火工艺的目的、工艺规范、及所得到的基体组织见表7。
表7球墨铸铁常用正火工艺
热处理名称目的热处理规范基体组织备注
高温奥氏体化正火
提高组织均匀性，提高强
度、硬度、耐磨性或消除
渗碳体
珠光体＋少量铁素体
（牛眼状）
冷却时易析出二次
渗碳体；复杂件要回
火
两阶段正火
目的同上，但能防止二次
渗碳体出现
珠光体＋少量铁素体
（牛眼状）
复杂件要回火
部分奥氏体化正火获得良好的强度和韧性珠光体＋铁素体（破
碎状）
原始组织不应有游
离渗碳体，复杂件要
回火
高温不保温正火 获得良好的强度和韧性
珠光体＋少量铁素体（破碎状）
原始组织不应有游离渗碳体，复杂件要回火
2.淬火和回火
淬火的目的是获得普通冷却条件下不能得到的急冷组织，以提高铸件的硬度、耐磨性和综合力学性能。回火则是淬火处理的一种后处理工序，其目的是减小淬火中产生的应力。 (1)抗磨白口铸铁的淬火及回火工艺
表8给出了一些抗磨白口铸铁的热处理规范，供参考。表8一些白口铸铁的热处理参考规范
牌号
转化退火工艺
淬火工艺
回火工艺
最大断面
尺寸mm
KmTBCr9Ni5Si2
750～825℃保温4～10h ，出炉空冷
250～300℃保温4～16h ，出炉空冷
300
KmTBCr2Mo1Cu1
940～960℃保温1～
6h ，缓冷至760～780℃保温4～6h ，缓冷至600℃以下出炉空冷
960～1000℃保温1～6h ，出炉空冷
200～300℃保温4～6h ，出炉空冷
100
KmTBCr15Mo2-DT
920～960℃保温1～8h ，缓冷至700～750℃保温4～8h ，缓冷至
600℃以下出炉空冷
920～1000℃保温2～6h ，出炉空冷 200～300℃保温2～8h ，
出炉空冷 120 KmTBCr15Mo2-GT
75 KmTBCr20Mo2Cu1
920～960℃保温1～8h ，缓冷至700～750℃保温4～10h ，缓冷至600℃以下出炉空冷
960～1020℃保温2～6h ，出炉空冷 200～300℃保温2～8h ，
出炉空冷 300 KmTBCr26
960～1060℃保温2～6h ，出炉空冷
200
(2)球墨铸铁的淬火及回火工艺 球墨铸铁的淬火及回火工艺见表9。
表9 球墨铸铁的淬火及回火工艺
工序 说 明
淬火
1.完全奥氏体化后淬火
一般加热到A c1（加热时共析转变温度）上限以上30～50℃，普通球墨铸铁850～880℃，
淬火后为马氏体组织，再回火。HRC＞50，a K10～20J/cm2
2.部分奥氏体化后淬火
加热到共析转变温度范围内（即加热时共析转变的上、下限之间），淬火后为马氏体和少量分散分布的铁素体，再回火。270～350HB，a K20～40J/cm2
回火
1.低温回火（140～250℃）
马氏体开始分解，析出碳化物微粒，成为回火马氏体（即含碳量比淬火马氏体少的马氏体）。最终组织为细针状回火马氏体＋残余奥氏体＋球墨
降低残余应力和脆性，保持高硬度和耐磨性
2.中温回火（350～500℃）
马氏体分解终了，形成铁素体和细小弥散渗碳体质点的混合组织，称为回火屈氏体或屈氏体弹性高，韧性好。仅用与废气涡轮的球墨铸铁密封环，其它应用很少
3.高温回火（500～600℃，一般550～600℃）
马氏体析出的渗碳体显著地聚集长大，称为回火索氏体或索氏体。调质（淬火加高温回火）后，综合性能良好：高塑性、高韧性、高强度。应用较多
铜钼球铁淬火马氏体，再不同温度回火时，组织变化如下表：
回火温度，℃组织与性能
550～560 索氏体，保留淬火马氏体痕迹，针状均布。强度高，脆性大
570～580
针状组织与针间马氏体分解物（碳化物）颗粒粗化，均布。综合性
能较理想
600左右
马氏体分解在原石墨四周，由于渗碳体过热分解，使索氏体严重粗
化，针叶间仅残留极少而近消失的细小点状渗碳体粒
≥600珠光体充分分解，针状组织消失，变成铁素体＋石墨
3.等温淬火
等温淬火的目的是使材料具有高强度和高硬度的同时具有较高的塑性和韧性，是目前有效发挥材料最大潜力的一种热处理方法。在白口铸铁生产中，等温淬火可用于犁铧、粉碎机锤头、抛丸机叶片及衬板等铸件的热处理。其工艺是将白口铸铁在900℃奥氏体化，然后根据不同成分铸铁的过冷奥氏体等温转变曲线确定等温转变温度，在该温度下等温1～1.5小时后空冷。
在球墨铸铁、蠕墨铸铁和灰铸铁生产中，等温淬火工艺主要用来获得贝氏体加残余奥氏体基体组织。其工艺是将铸铁加热到奥氏体化温度，保温后进行等温淬火。提高奥氏体化温度，会提高奥氏体含碳量，使形成上贝氏体的下限温度降低，有利于形成上贝氏体组织。增加奥氏体化保温时间，会提高奥氏体的稳定性，有利于保留一定数量的残留奥氏体，从而改善材料的韧性。等温淬火温度要根据C曲线确定。等温淬火时间过长会析出碳化物，降低材料的韧性；过短则贝氏体量不足。加入一定的合金元素，诸如Mo、Cu、Ni可提高淬透性。图9和图10分别是球墨铸铁上贝氏体和下贝氏体等温淬火工艺，供参考。
图9 球墨铸铁上贝氏体等温淬火工艺
大陆与台湾金相组织名词术语的差别
序号大陆金相组织名词术语台湾金相组织名词术语英语
1. 奥氏体沃斯田鐵austenite
2. 残余奥氏体殘留沃斯田鐵
3. 马氏体麻田散鐵Martensite
4. 回火马氏体回火麻田散鐵Tempered Martensite
5. 贝氏体變韌鐵bainite
6. 上贝氏体上變韌鐵
7. 下贝氏体下變韌鐵
8. 渗碳体雪明碳鐵cementite
9. 铁素体肥粒鐵ferrite
10. 珠光体波來鐵Pearlite
11. 索氏体糙斑體Sorbite
12. 回火索氏体回火糙斑體Tempered Sorbite
13. 屈氏体吐粒散體troostite
14. 回火屈氏体回火吐粒散體Temperedtroostite
15. 晶界结晶粒边界grain boundary
除了可锻铸铁球墨铸铁退火将渗碳体分解为团絮状石墨外，铸铁的热处理目的在于两方面：一是改变基体组织，改善铸铁性能，二是消除铸件应力。值得注意的是：铸件的热处理不能改变铸件原来的石墨形态及分布，即原来是片状或球状的石墨热处理后仍为片状或球状，同时它的尺寸不会变化，分布状况不会变化。 一、时效 铸造过程中铸铁件由表及里冷却速度不一样，形成铸造内应力，若不消除，在切削加工及使用过程中它会使零件变形甚至开裂。为释放应力常采用人工时效及自然时效两种办法。将铸件加热到大约500~560℃保温一定时间，接着随炉冷取出铸件空冷，这种时效为人工时效；自然时效是将铸铁件存放在室外6~18个月，让应力自然释放，这种时效可将应力部分释放，但因用的时间长，效率低，已不太采用。 二、改善铸铁件整体性能为目的热处理 为改善铸铁件整体性能常有消除白口退火，提高韧性的球墨铸铁退火，提高球墨铸铁强度的正火、淬火等。 1.消除白口退火 普通灰口铸铁或球墨铸件表面或薄壁处在铸造过程中因冷却速度过快出现白口，铸铁件无法切削加工。为消除白口降低硬度常将这类铸铁件重新加热到共析温度以上(通常880～900℃)，并保温1～2h（若铸铁Si含量高，时间可短）进行退火，渗碳体分解为石墨，再将铸铁件缓慢冷却至400℃-500℃出炉空冷。在温度700-780℃，即共析温度附近不宜冷速太慢，以便渗碳体过多的转变为石墨，降低了铸铁
件强度。 2.提高韧性的球墨铸铁退火 球墨铸铁在铸造过程中此普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体，为提高铸铁件的延性或韧性，常将铸铁件重新加热到900-950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。过程中基体中的渗碳体分解出石墨，自奥氏体中析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体全转换为铁素体。 若铸态组织由(铁素体＋珠光体)基体，以及球状石墨组成，为提高韧性，只需将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨，为此将铸铁件重新加热到700-760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷。 3.提高球墨铸铁强度的正火 球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，因此铸件的强度提高。 4.球墨铸铁的淬火并回火处理 球墨铸造件作为轴承需要更高的硬度，常将铸铁件淬火并低温回火处理。工艺是：铸件加热到860-900℃的温度，保温让原基体全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250-350℃加热保温回火，原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织，原球状石墨形态不变。
高铬铸铁热处理工艺 化学成分:C2.05，Si1.40，Mn0.78，Cr26.03，Ni0.81，Mo0.35 1、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃，经保温空冷淬火后再进行 200~260℃的低温回火。 2、2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却，可以明显提高冲击韧度和耐磨性能。 高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状，可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用，经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑，特别受到一定数量的奥氏体的支撑。如果适当减少保温时间，对薄截面零件也可以取得效果。该工艺的不足是工艺消耗热能较多。 加热到1050℃，经保温空淬火后再进行550℃的回火,效果会怎么样? 要控制加热速度，最好在650? ?? ?750? ?? ?? ? 850? ?? ? 时保温一定时间。我以前做过，正火就可以了。硬度能做到61----65HRC 成熟工艺是：铸造后软化退火，便于加工，加工后空冷淬火加低温去应力回火。使用硬度一般要求为HRC58-62，多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件。 我们这里是高铬生产基地，一般提供Cr24，Cr26，Cr28，Cr15Mo3等，价格是不便宜的。价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火。楼主的材料应该叫Cr26 做高铬磨球的，Cr%=10.2~10.5%，C%=2.2~2.7%，Si、S双零以下，要求硬度HRC>58 我们现在用的是淬火液淬火，淬火工艺参数是：650度保温2小时，升温到960度保温3.5小时淬火；回火温度380~400，保温4~6小时。磨球规格φ40-φ80。 工艺是1050淬火+250~350回火 金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用 [摘要] 本文从金属耐磨材料的概述、水泥企业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料,对金属耐磨材料进行了研究、分析,对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴。 [关键词] 金属耐磨材料水泥企业研究应用 一、金属耐磨材料的概述 材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后,磨损量便会迅速降低。 当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损,此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。 当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损,此时增加材料的硬度,便会迅速地提高材料的耐磨性。 金属耐磨材料一般都指的是耐磨钢,能抵抗磨料磨损的钢。这类钢还没有成为一个完全独立的钢种,其中公认的耐磨钢是高锰钢。 二、水泥企业主要使用的耐磨钢
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400C左右。基于这种认识，去应力退火的加热温度应是400C。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。
球墨铸铁热处理方法之探讨 陆卫倩：（上海电机学院机械工程学院，上海200240）中国铸造装备与技术4／2010 高级工程师，原任上海机床厂有限公司磨床研究所高级工程师，现任上海电机学院副教授，主要从事零件失效分析和金属材料热处理 本文详细介绍了球墨铸铁件的各种热处理工艺，并简单介绍了纳米技术在球墨铸铁件表面处理中的应用。从文献资料来看，经纳米技术表面处理后的球墨铸铁件具有良好的自润性、良好的耐磨性、良好的耐蚀性，因此是一种非常有前途的表面处理。 众所周知：热处理是一项改进金属材料品质的方法，借助热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质，同时还可获得更高的强度、硬度和耐磨性等。铸铁热处理的种类繁多，但基本上可分成两大类：第一类是组织构造不会由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的，第二类则是基本的组织结构发生变化者。第一种热处理主要是用于消除内应力，热处理后组织、强度及其它力学性质等没有因热处理而发生明显变化。第二种热处理能使基体组织发生明显的变化，这种热处理大致分为五类：①退火：其目的主要在于分解碳化物，降低铸铁的硬度，提高加工性能；②正火：其目的主要用于改进铸铁组织、获得均匀分布的力学性能；③淬火：其目的主要是为了获得比较高的硬度和表面耐磨性；④表面硬化处理：其目的主要是获得表面硬化层，同时得到较高的表面耐磨性；⑤析出硬化处理：其目的主要是为获得更高强度。 铸铁种类繁多，有灰口铸铁、白口铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁等等，它们的组织结构也各不相同。一般根据凝固过程中的析出物———共晶石墨或共晶碳化物来分类:基体内主要含片状石墨者称之为灰铸铁，主要含碳化物者称之为白口铸铁。事实上白口铸铁由于具有很高的硬度与脆性用途较少；而灰铸铁的性质主要是由共晶石墨的形状与大小而定，这些析出的石墨无法经由热处理予以改进，因此具有非常低的强度及硬度。但若铁液添加镁及稀土金属能使石墨在凝固过程中以球状析出成为球墨铸铁，那么情况就有所不同。由于球墨铸铁其性质与基体相同的钢接近，故通过热处理可使强度、硬度明显提高，弹性模数、伸长率也有不同程度的提高。但是不同的热处理对球墨铸铁的作用完全不同，在工程上用的比较多的是退火、正火和析出硬化处理；事实上球墨铸铁同样可以通过调质、等温淬火处理以及渗氮、渗硼和低温气体碳氮共渗来改善其力学性能。下面就球墨铸铁的热处理方法予以探讨。 【1】球墨铸铁的常规热处理 1.1退火处理 若要提高球墨铸铁的韧性可采用退火处理。球墨铸铁在铸造过程中比普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，球墨铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体。为提高球墨铸铁件的延性或韧性，可将球墨铸铁件重新加热到900～950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。在此过程中基体中的渗碳体会分解出石墨，奥氏体中会析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体则全转换为铁素体，从而提高球墨铸铁的韧性。若铸态组织由（铁素体＋珠光体）为基体+球状石墨组成，那么只需将球墨铸铁件重新加热到700～760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷，就能将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨来提高其韧性。 1.2正火处理
铸铁热处理 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1 灰铸铁应力变化曲线
铸铁件的时效处理 时效处理可分为自然时效和人工时效两种。自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底. 振动时效技术发展史 使用振动处理方法消除或均化金属件的残余应力，以代替热时效（焖火）。这种新技术在国外被称作：“Ｖibratory Stress Relief Method”（简称VSR）引进我国后又称“振动时效”该技术源于美国发展和应用于英国、法国、前苏联。据统计，目前世界上正在使用的VSR 设备有一万台以上，许多国家都已将振动时效定为某些机械构件必须采用的标准工艺，我国的振动时效技术经过科研人员的不懈努力在机理和应用上取得了突破性的进展，一些技术指标已达到或超过国外同类设备的先进水平。 人工时效是退火吗？ 对于铸铁件来说，人工时效就是热时效。也就是一种能够快速降低铸件内应力的退火工艺。时效现在有三种方式：自然时效、人工时效、振动时效。 自然时效和热时效，即工件露天长时间放置，由于温度的自然变化以及其它环境变化使工件的尺寸日趋稳定。一般说来这需长达两年的时间。用木锤敲击工件，用风握直接振动等，在实际生产中都有应用，有人认为用机械施加工件即相当于加速自然时效，这种方法在国外早有专刊。它的基本原理就是采用激振器的周期外力－激振力的作用下，使之与工件发生共振（激振器产生与工件本征频率相一致的振动频率）。从而获得相当大的振动能量，这种能量可以和热能相比的、共振中交变的初应力与残余应力相叠加，驱使工件产生更大的振动，发生局部屈服，使晶体内部错位和晶界产生微观滑移，引起微量塑性变形，促使大量错位一部分钉轧在杂质上，另一部分聚集到晶粒间界上，另外还有一部分错位获得足够大的能量，可以穿过晶界而进入另一个晶粒内，这样从总体看工件的残余应力得到松弛或均化，在宏观上表现为尺寸稳定、刚度、耐腐蚀性、耐疲劳性提高，金属内耗下降，塑性得到改善。由于晶粒内位错大量聚集在晶界和杂志上，所以造成各个晶粒内应力的完全不均匀性，使微观应力提高。由此错位处在更大的大型应力场内，滑移阻尼增大，所以位错再滑移是非常困难的。振动时效消除残余应力就是将激振器紧紧固定于工件上施加机械振动，工件放置于橡胶块或者其他弹性支撑上，以防止地面对振动的阻尼作用，振动频率通过控制器控制调节电机转速获得，频率通常在167HZ以内，整个设备消耗电能很低，一般不超过1KW，对于大多数工件，15分钟振动即可消除或均化应力，使工件尺寸稳定精度提高，处理的工件重量从几十公斤到上百吨。 时效三种方式： 对于铸铁件来说，人工时效就是热时效。也就是一种能够快速降低铸件内应力的退火工艺。时效现在有三种方式：自然时效、人工时效、振动时效。 自然时效和热时效，即工件露天长时间放置，由于温度的自然变化以及其它环境变化使工件的尺寸日趋稳定。一般说来这需长达两年的时间。用木锤敲击工件，用风握直接振动等，在实际生产中都有应用，有人认为用机械施加工件即相当于加速自然时效，这种方法在国外早有专刊。它的基本原理就是采用激振器的周期外力－激振力的作用下，使之与工件发生共振（激振器产生与工件本征频率相一致的振动频率）。从而获得相当大的振动能量，这种能量可以和热能相比的、共振中交变的初应力与残余应力相叠加，驱使工件产生更大的振动，发生局部屈服，使晶体内部错位和晶界产生微观滑移，引起微量塑性变形，促使大量错位一部分钉轧在杂质上，另一部分聚集到晶粒间界上，另外还有一部分错位获得足够大的能量，
灰铸铁的热处理 退火 1.去应力退火为了消除铸件的残余应力，稳定其几何尺寸，减少或消除切削加工后产生的畸变，需要对铸件进行去应力退火。 去应力退火温度的确定，必须考虑铸铁的化学成分。普通灰铸铁当温度起过550℃时，即可能发生部分渗碳体的石墨化和粒化，使强度和硬度降低。当含有合金元素时，渗碳体开始分解的温度可提高到650℃左右。 通常，普通灰铸铁去应力退火温度以550℃为宜，低合金灰铸铁为600℃，高合金灰铸铁是可提高到650℃，加热速度一般选用60～120℃/h.保温时间决定于加热温度、铸件的大小和结构复杂程度以及对消除应力程度的要求。铸件去应力退火的冷却速度必须缓慢，以免产生二次残余内应力，冷却速度一般控制在20～40℃/h，冷却到200～150℃以下，可出炉空冷。 一些灰铸铁件的去应力退火规范示于表1. 2.石墨化退火灰铸铁件进行石墨化退火是为了降低硬度，改善加工性能，提高铸铁的塑性和韧性。 若铸件中不存在共晶渗碳体或其数量不多时，可进行低温石墨化退火；当铸件中共晶渗碳体数量较多时，须进行高温石墨化退火。 （1）低温石墨化退火，铸铁低温退火时会出现共析渗碳体石墨化与粒化，从而使铸件硬度降低，塑性增加。 灰铸铁低温石墨化退火工艺是将铸件加热到稍低于Ac1下限温度，保温一段时间使共析渗碳体分解，然后随炉冷却。
（2）高温石墨化退火，高温石墨化退火工艺是将铸件加热至高于Ac1上限以上的温度，使铸铁中的自由渗碳体分解为奥氏体和石墨，保温一段时间后根据所要求的基体组织按不同的方式进行冷却。 正火 灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、硬度和耐磨性，或作为表面淬火的预备热处理，改善基体组织。一般的正火是将铸件加热到Ac上限+30～50℃，使原始组织转变为奥氏体，保温一段时间后出炉空冷。形状复杂的或较重要的铸件正火处理后需再进行消除内应力的退火。如铸铁原始组织中存在过量的自由渗碳体，则必须先加热到Ac1上限+50～100℃的温度，先进行高温石墨化以消除自由渗碳体在正火温度范围内，温度愈高，硬度也愈高。因此，要求正火后的铸铁具有较高硬度和耐磨性时，可选择加热温度的上限。 正火后冷却速度影响铁素体的析出量，从而对硬度产生影响。冷速愈大，析出的铁素体数量愈少，硬度愈高。因此可采用控制冷却速度的方法）（空冷、风冷、雾冷），达到调整铸铁硬度的目的。 淬火与回火 1.淬火铸铁淬火工艺是将铸件加热到Ac1上限+30～50℃的温度，一般取850～900℃，使组织转变成奥氏体，并在此温度下保温，以增加碳在奥氏体中的溶解度，然后进行淬火，通常采用油淬。 对于形状复杂或大型铸件应缓慢加热，必要时可在500～650℃预热，以避免不均匀加热而造成开裂。 随奥氏体化温度升高，淬火后的硬度越高，但过高的奥氏体化温度，不但增加铸铁变形和开裂的危险，并产生较多的残留奥氏体，使硬度下降。 灰铸铁的淬透性与石墨大小、形状、分布、化学成分以及奥氏体晶粒度有关。
铸铁的热处理工艺 newmaker 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。故友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，通过热处理可使基作组织充分发挥作用，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。 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2～5 h ，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四人处理，以消除正火时产生的内应力。
铸件热处理（工）安全技术操作规程示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
铸件热处理（工）安全技术操作规程示 范文本 使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1) 检查天然气管路、阀门、传动机构、通风系统等是 否正常。 2) 铸件热处理装窑时，高度要低于炉门5厘米，两侧 距门要大于10厘米以上。 3) 热处理工每班需安排两人工作，要相互照顾以防发 生意外。 4) 窑内的通风要良好。 5) 装出窑前，先检查窑室、拖车钢丝绳等设备有无倒 塌、折断等不安全因素，如发现不安全因素及时报告。 6) 点窑前先打开窑体总阀门，关上放散管，检查压力 表，确认正常后，方可点窑。
7) 点火时，把火把放在点火孔内，然后慢慢打开烧嘴阀门，点着后再打开空气阀门，然后顺序点火；如第一次点不着时要立即关闭烧嘴阀门，并用压缩空气吹扫3-5分钟后再点；第二次仍点不着时，要切断天然气来源，寻找原因排除故障后再点。闭火时先关闭空气阀门，后关闭烧嘴阀。 8) 点窑时，窑前不准站人，点火时脸不要对着火孔看，以免突然烧伤。 9) 烧窑工要坚守岗位，严禁在窑旁睡觉、取暖等，要经常注意炉子的工作情况，不允许在燃气压力不稳的情况下进行工作。 10) 当发生下列情况时，要立即停窑： ①燃气管道破损； ②发生燃气事故，对人和设备有威胁时。 11) 事故停窑要迅速关闭窑体总阀门，及时报告有关
铝合金铸件热处理操作规程 所属分类：生产管理制度作者：[] 发布日期：2005-9-19 【字体：大中小】 1 定义及其目的 热处理就是选用某一热处理规范，控制加热速度，升到某一相应温度下保温一定时间以一定的速度冷却，改变其合金组织。其主要目的是：提高力学性能，增强耐腐性能，改善加工性能，获得尺寸的稳定性。 2 热处理工艺分类 2．1 退火： 2．1．1 定义：退火就是将铝合金铸件加热到较高温度（一般300℃左右），保温一定时间，随炉冷却到室温的工艺。 2．1．2 目的：消除内应力，稳定尺寸，减少变形，增大塑性。 2．2 固溶处理： 2．2．1 定义：固溶处理就是把铸件加热到尽可能高的温度（接近于共晶的熔点），在该温度下保持足够长的时间，并随后快速冷却。 2．2．2 目的：提高铸件的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。 2．3 时效处理： 2．3．1 定义：时效处理就是将铸件加热到某一温度，保温一定时间后出炉，在空气中缓慢冷却到室温的工艺。 2．3．2 分类： 2．3．2．1 不完全人工时效：它是采用比较低的时效温度或较短的保温时间，目的是为了获得优良的综合力学性能，即比较高的强度，良好的塑性和韧性。 2．3．2．2 完全人工时效：它是采用较高的时效温度和较长的保温时间。目的：获得最大的硬度，即得到最高的抗拉强度。 2．3．2．3 过时效：它是加热到更高温度下进行。目的：得到好的抗应力腐蚀性能或比较稳定的组织和几何尺寸。 3 热处理状态代号及意义参见下表： 表1 热处理状态代号、名称及特点 4 热处理工艺参数参见表2：
注：表中未注明要求的，表示可通用于任何情况。 5 热处理操作要点： 5．1 热处理用炉的准备： 5．1．1 检查热处理用炉及辅助设备。如供电系统、空气循环用风扇，自控仪表及热电偶插放位置是
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。
高铬铸铁的热处理 1. 退火 由于高铬制品其铸态硬度较高，为改善工件的机械加工性能，所有毛坯必须进行必要的软化退火处理。 具体工艺( 以壁厚不超过100mm且外形较复杂铸件为例) 如下。 首先将需处理工件在室温下装入热处理炉，然后随炉缓慢升温至400 ℃左右进行保温1 ～2h，随后将炉温升至600 ℃再进行保温1 ～2h，之后以不超过150 ℃/ h的温升速度，将炉温快速升至950 ℃后进行2 ～3h 的保温，而后停止加热，待炉温自然降至820 ℃左右，此后可控制电炉以10 ～15 ℃/ h 的温降速度将炉温降至700 ～720 ℃，并在此温度保温4 ～6h ( 工件越厚其保温时间应越长) 后停炉，工件可视情况随炉冷却或出炉置于静止的空气中冷却至室温( 以获得珠光体基体，满足性能要求，便于切削加工) 。 具体生产中，若所处理工件形状较为简单，也可采用较快速的退火工艺，即在温升至950 ℃并保温3h 后停炉，之后可随炉冷却至400 ℃左右，然后打开炉门，继续冷却至300 ℃以下，工件即可出炉空冷。 工件退火后可进行机械加工，由于高铬白口铸铁在淬火过程中尺寸变化比铸钢和灰铸铁小的多，一般无须矫正尺
寸，对于按工艺要求需磨削加工的工件所留磨削量也可很小。 2. 淬火 将机械加工后的工件室温装炉，以小于80 ℃/ h 的温升速度将炉温升至600 ℃( 若工件较厚或形状较复杂，可在温升至300 ℃、400 ℃、500 ℃、600 ℃时分别给予0. 5h 的保温) ，之后以不超过150 ℃/ h 的温升速度将炉温升至淬火温度950 ～980 ℃后进行保温，保温时间为2～4h ( 视工件厚薄不同保温时间有所差别，越厚保温时间越长) ，而后将工件快速出炉进行空冷，若遇环境气温较高，淬火时应辅以强风和水雾喷洒，以强化冷却，淬火工艺曲线如图2 所示。 3. 回火 为降低铸件残余应力和脆性，并保持其淬火得到的高硬度和耐磨性，同时也使马氏体得以回火，以及残余奥氏体有所减少，应对淬火后的工件再进行230 ～260 ℃的回火处理。具体工艺为: 将工件在室温状态下装炉，再升温至230 ～260 ℃，保温3 ～6h，之后出炉空冷。
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。球墨铸铁高温石墨化退火的工艺是：将铸铁件加热至Ac3+(30-50℃)，保温一段时间进行第一阶段石墨化，然后根据对球墨铸铁基体要求的不同采用不同的冷却方式。加热温度一般为900-960℃。保温时间一般为1-4小时。 高温石墨化以后的冷却，则是根据对球墨铸铁基体的组织要求而定。如果要求获得高韧
高铬铸铁热处理工艺集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
高铬铸铁热处理工艺化学成分:C2.05，Si1.40，Mn0.78，Cr26.03，Ni0.81，Mo0.35 1、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃，经保温空冷淬火后再进行 200~260℃的低温回火。 2、2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却，可以明显提高冲击韧度和耐磨性 能。高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状，可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用，经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑，特别受到一定数量的奥氏体的支撑。如果适当减少保温时间，对薄截面零件也可以取得效果。该工艺的不足是工艺消耗热能较多。 加热到1050℃，经保温空淬火后再进行550℃的回火,效果会怎么样? 要控制加热速度，最好在650750850时保温一定时间。我以前做过，正火就可以了。硬度能做到61----65HRC 成熟工艺是：铸造后软化退火，便于加工，加工后空冷淬火加低温去应力回火。使用硬度一般要求为HRC58-62，多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件。 我们这里是高铬生产基地，一般提供Cr24，Cr26，Cr28，Cr15Mo3等，价格是不便宜的。价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火。楼主的材料应该叫Cr26 做高铬磨球的，Cr%=10.2~10.5%，C%=2.2~2.7%，Si、S双零以下，要求硬度HRC>58 我们现在用的是淬火液淬火，淬火工艺参数是：650度保温2小时，升温到960度保温3.5小时淬火；回火温度380~400，保温4~6小时。磨球规格φ40-φ80。 工艺是1050淬火+250~350回火 金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用
第十一章铸铁习题与思考题 (一)填空题 1．碳在铸铁中的存在形式有和。 2．影响铸铁石墨化最主要的因素是和。 3．根据石墨形态，铸铁可分为、、和。 4 根据生产方法的不同，可锻铸铁可分为和。 5 球墨铸铁是用一定成分的铁水经和后获得的石墨呈的铸铁。 6 HT350是的一个牌号，其中350是指为。 7 KTH300－06是的一个牌号，其中300是指为；06是指为。8．QT1200—01是的一个牌号，其中1200是指为；01是指为。】 9 普通灰口铸铁按基体的不同可分为、、。其中以的强度和耐磨性最好。 10．可锻铸铁按基体的不同可分为和。 11 球墨铸铁按铸态下基体的不同可分为、和。 12．球墨铸铁经等温淬火其组织为。 13 铸铁（除白口铸铁外）与钢相比较，其成分上的特点是和高，其组织上 的特点是。 14 球墨铸铁的强度、塑性和韧性较普通灰口铸铁为高，这是因为。 15 生产变质铸铁常选用和作为变质剂。 16．生产球墨铸铁常选用和作为球化剂。 17 生产可锻铸铁的方法是。 18 灰口铸铁铸件薄壁处（由于冷却速度快）出现组织，造成困难，采用克 服之。 ' 19 铸铁具有优良的性、性、性和性。 20 普通灰口铸铁软化退火时，铸铁基体中的全部或部分石墨化，因而软化退火也叫 做退火。 21．球墨铸铁等温淬火的目的，是提高它以及和。 22 铸铁件正火的目的是提高和，并为表面淬火做好组织准备。 23 灰口铸铁经正火处理，所获得的组织为。 24 球墨铸铁的淬透性比较好，一般件采用淬，形状简单硬度要求较高时采用淬。 25．普通灰口铸铁软化退火的主要目的是和。 （二)判断题 1．可锻铸铁在高温状态下可以进行锻造加工。 ； 2．铸铁可以经过热处理来改变基体组织和石墨形态。 3．可以通过热处理的方法获得球墨铸铁。 4．共析反应时形成共析石墨(石墨化)不易进行 5．利用热处理方法来提高普通灰口铸铁的机械性能其效果较显著。 6．可以通过热处理方法提高球墨铸铁的机械性能其效果较显著。 7．灰口铸铁的抗拉强度、韧性和塑性均较钢低得多，这是由于石墨存在，不仅割裂了基体的连续性，而且在尖角处造成应力集中的结果。 8．碳全部以渗碳体形式存在的铸铁是白口铸铁。 9．由于石墨的存在，可以把铸铁看成是分布有空洞和裂纹的钢 10．含石墨的铸铁具有低的缺口敏感性。 11．含石墨的铸铁切削加工性比钢差，所以切削薄壁、快冷的铸铁零件毛坯时容易崩刃。: 12 灰口铸铁与孕育铸铁组织的主要区别是孕育铸铁的石墨片细而密。 13 可锻铸铁是由灰口铸铁经可锻化退火得到。
球墨铸铁的热处理分析及解决方法 除了可锻铸铁球墨铸铁退火将渗碳体分解为团絮状石墨外，铸铁的热处理目的在于两方面：一是改变基体组织，改善铸铁性能，二是消除铸件应力。值得注意的是：铸件的热处理不能改变铸件原来的石墨形态及分布，即原来是片状或球状的石墨热处理后仍为片状或球状，同时它的尺寸不会变化，分布状况不会变化。 一、球墨铸铁时效 铸造过程中铸铁件由表及里冷却速度不一样，形成铸造内应力，若不消除，在切削加工及使用过程中它会使零件变形甚至开裂。为释放应力常采用人工时效及自然时效两种办法。将铸件加热到大约500~560℃保温一定时间，接着随炉冷取出铸件空冷，这种时效为人工时效；自然时效是将铸铁件存放在室外6~18个月，让应力自然释放，这种时效可将应力部分释放，但因用的时间长，效率低，已不太采用。 二、改善铸铁件整体性能为目的热处理 为改善铸铁件整体性能常有消除白口退火，提高韧性的球墨铸铁退火，提高球墨铸铁强度的正火、淬火等。 (1).提高球墨铸铁强度的正火 球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，因此铸件的强度提高。 (2).提高韧性的球墨铸铁退火 球墨铸铁在铸造过程中此普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体，为提高铸铁件的延性或韧性，常将铸铁件重新加热到900-950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。过程中基体中的渗碳体分解出石墨，自奥氏体中析出石墨，这些石墨
灰铸铁的热处理
灰铸铁的热处理 退火 1.去应力退火为了消除铸件的残余应力，稳定其几何尺寸，减少或消除切削加工后产生的畸变，需要对铸件进行去应力退火。 去应力退火温度的确定，必须考虑铸铁的化学成分。普通灰铸铁当温度起过550℃时，即可能发生部分渗碳体的石墨化和粒化，使强度和硬度降低。当含有合金元素时，渗碳体开始分解的温度可提高到650℃左右。 通常，普通灰铸铁去应力退火温度以550℃为宜，低合金灰铸铁为600℃，高合金灰铸铁是可提高到650℃，加热速度一般选用60～120℃/h.保温时间决定于加热温度、铸件的大小和结构复杂程度以及对消除应力程度的要求。铸件去应力退火的冷却速度必须缓慢，以免产生二次残余内应力，冷却速度一般控制在20～40℃/h，冷却到200～150℃以下，可出炉空冷。 一些灰铸铁件的去应力退火规范示于表1. 2.石墨化退火灰铸铁件进行石墨化退火是为了降低硬度，改善加工性能，提高铸铁的塑性和韧性。 若铸件中不存在共晶渗碳体或其数量不多时，可进行低温石墨化退火；当铸件中共晶渗碳体数量较多时，须进行高温石墨化退火。 （1）低温石墨化退火，铸铁低温退火时会出现共析渗碳体石墨化与粒化，从而使铸件硬度降低，塑性增加。 灰铸铁低温石墨化退火工艺是将铸件加热到稍低于Ac1下限温度，保温一段时间使共析渗碳体分解，然后随炉冷却。
（2）高温石墨化退火，高温石墨化退火工艺是将铸件加热至高于Ac1上限以上的温度，使铸铁中的自由渗碳体分解为奥氏体和石墨，保温一段时间后根据所要求的基体组织按不同的方式进行冷却。 正火 灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、硬度和耐磨性，或作为表面淬火的预备热处理，改善基体组织。一般的正火是将铸件加热到Ac上限+30～50℃，使原始组织转变为奥氏体，保温一段时间后出炉空冷。形状复杂的或较重要的铸件正火处理后需再进行消除内应力的退火。如铸铁原始组织中存在过量的自由渗碳体，则必须先加热到Ac1上限+50～100℃的温度，先进行高温石墨化以消除自由渗碳体在正火温度范围内，温度愈高，硬度也愈高。因此，要求正火后的铸铁具有较高硬度和耐磨性时，可选择加热温度的上限。 正火后冷却速度影响铁素体的析出量，从而对硬度产生影响。冷速愈大，析出的铁素体数量愈少，硬度愈高。因此可采用控制冷却速度的方法）（空冷、风冷、雾冷），达到调整铸铁硬度的目的。 淬火与回火 1.淬火铸铁淬火工艺是将铸件加热到Ac1上限+30～50℃的温度，一般取850～900℃，使组织转变成奥氏体，并在此温度下保温，以增加碳在奥氏体中的溶解度，然后进行淬火，通常采用油淬。 对于形状复杂或大型铸件应缓慢加热，必要时可在500～650℃预热，以避免不均匀加热而造成开裂。 随奥氏体化温度升高，淬火后的硬度越高，但过高的奥氏体化温度，不但增加铸铁变形和开裂的危险，并产生较多的残留奥氏体，使硬度下降。 灰铸铁的淬透性与石墨大小、形状、分布、化学成分以及奥氏体晶粒度有关。
球墨铸铁的淬火退火回火正火热处理分析 球墨铸铁的淬火退火回火热处理为改善铸铁件整体性能常有消除白口退火，提高韧性的球墨铸铁退火，提高球墨铸铁强度的正火、淬火等。 1.球墨铸铁的淬火并回火处理 球墨铸造件作为轴承需要更高的硬度，常将铸铁件淬火并低温回火处理。工艺是：铸件加热到860-900℃的温度，保温让原基体全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250-350℃加热保温回火，原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织，原球状石墨形态不变。处理后的铸件具有高的硬度及一定韧性，保留了石墨的润滑性能，耐磨性能更为改善。 球墨铸铁件作为轴类件，如柴油机的曲轴、连杆，要求强度高同时韧性较好的综合机械械性能，对铸铁件进行调质处理。工艺是：铸铁件加热到860-900℃的温度保温让基体奥氏体化，再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经500-600℃的高温回火，获得回火索氏体组织(一般尚有少量粹块状的铁素体)，原球状石墨形态不变。处理后强度，韧性匹配良好，适应于轴类件的工作条件。 2.提高韧性的球墨铸铁退火 球墨铸铁在铸造过程中此普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体，为提高铸铁件的延性或韧性，常将铸铁件重新加热到900-950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。过程中基体中的渗碳体分解出石墨，自奥氏体中析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体全转换为铁素体。 若铸态组织由(铁素体＋珠光体)基体，以及球状石墨组成，为提高韧性，只需将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨，为此将铸铁件重新加热到700-760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷。 3.提高球墨铸铁强度的正火 球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为