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提高铸铁件整体性能的常用热处理方法

作者:点击:324 发布时间:2021-05-07

改善铸造用生铁铸件的整体性能往往消除白口退火,提高韧性的球墨生铁铸件退火,提高球墨铸铁强度的正火、淬火等。

一般来说,灰铸铁或球墨铸件的表面或薄壁处于铸造过程中。由于冷却速度过快,出现白口,铸铁件无法切割。为了消除白口降低硬度,经常将此类铸铁件重新加热至共析温度以上(通常为880~900℃),并保持1~2h(如果铸铁Si含量高,时间可短)退火,渗碳体分解为石墨,然后将铸铁件慢慢冷却至400~500℃,出炉空冷。700-780℃,即共析温度附近不宜冷却速度过慢,以便渗碳过多地转化为石墨,降低铸铁强度。

如果铸造状态组织由(铁素体+珠光体)基体和球形石墨组成,为了提高韧性,只需将珠光体中的渗碳体分解成铁素体和球形石墨,就可以将铸铁零件重新加热到700-760℃的共析温度,经过保温后冷却至600℃。

球墨铸铁正火的目的是把基体组织变成细珠光体组织。采用基体为铁素体和珠光体的球墨铸铁件,在850~900℃加热,将原来的铁素体和珠光体转变成奥氏体,部分球墨溶于奥氏体中,空冷奥氏体在保温后转变成珠光体,提高了铸造强度。

作为轴承的球墨铸件需要较高的硬度,经常进行淬火和低温回火。铸件加热至860-900℃,保温至原基体完全奥氏体化,然后用油或熔盐进行冷却淬火。经过250-350℃的加热和保温回火,原基体转化为回火马氏体和残留奥氏体组织,原球形石墨形状保持不变。经过处理的铸件硬度高,韧性好,保持了石墨的润滑性能,提高了耐磨性。

球墨铸铁零件作为轴类零件,如柴油机曲轴、连杆,要求具有高强度和高韧性的综合机械力学性能,调质铸铁零件。其工艺是将铸铁零件加热到860-900℃的温度保温,使基体奥氏体化,用油和熔盐冷却淬火,经过500-600℃的高温回火,得到回火索氏体组织(一般有少量纯铁素体),原球状石墨形态不变。经处理后,强度、韧性匹配良好,适合轴类件的工作条件。

等温淬火处理球墨铸铁件的目的是将铸铁件的基体组织转变为具有较强韧度的下贝氏体组织,其强度限值为1100兆帕,抗冲击性AK≥32J。处理工艺是将球墨铸铁零件加热到830-870℃,奥氏体化后,投入280-350℃的熔盐进行保温,使奥氏体部分转化为下贝氏体,原球墨不变。获得高强度球墨铸铁。

上述铸铁热处理表明,高纯生铁铸件的热处理只能改变基体组织,不能改变石墨的形状和分布,机械性能的变化是基体组织的变化造成的。普通灰铸铁(包括育儿铸铁)石墨片对机械性能(强度、延展性)影响很大,灰铸铁经热处理提高机械性能不明显。还需要注意的是,铸铁的导热性比钢差,石墨的存在导致缺口的敏感性比钢高,所以在铸铁的热处理中要严格控制冷却速度(尤其是淬火)。



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