灰铸铁的热处理

灰铸铁的热处理灰铸铁的热处理 灰铸铁的热处理灰铸铁的热处理 退火退火 1.1.去应力退火去应力退火为了消除铸件的残余应力，为了消除铸件的残余应力，稳定其几何尺寸，稳定其几何尺寸，减少或消除切削减少或消除切削 加工后产生的畸变，需要对铸件进行去应力退火。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，去应力退火温度的确定，必须考虑铸铁的化学成分。必须考虑铸铁的化学成分。普通灰铸铁当温度起过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元素时，渗碳体开始分解的温度可提高到 650℃左右。650℃左右。 通常，普通灰铸铁去应力退火温度以通常，普通灰铸铁去应力退火温度以 550℃为宜，低合金灰铸铁为550℃为宜，低合金灰铸铁为 600℃，600℃， 高合金灰铸铁是可提高到高合金灰铸铁是可提高到 650℃，650℃， 加热速度一般选用加热速度一般选用 6060～120℃/h～120℃/h. .保温时间决定于加保温时间决定于加 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。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 2020～40℃/h，～40℃/h， 冷却到冷却到 200200～150℃以下，可出炉空冷。～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一些灰铸铁件的去应力退火规范示于表 1.1. 2.2.石墨化退火石墨化退火 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。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。件中共晶渗碳体数量较多时，须进行高温石墨化退火。 （（1 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）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。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灰铸铁低温石墨化退火工艺是将铸件加热到稍低于 Ac1Ac1 下限温度，保温一段下限温度，保温一段 时间使共析渗碳体分解，然后随炉冷却。时间使共析渗碳体分解，然后随炉冷却。 （（2 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）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 Ac1Ac1 上限以上限以 上的温度，上的温度，使铸铁中的自由渗碳体分解为奥氏体和石墨，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。的基体组织按不同的方式进行冷却。 正火正火 灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、硬度和耐磨性，硬度和耐磨性，或作为表面淬火的预备热或作为表面淬火的预备热 处理，处理，改善基体组织。改善基体组织。一般的正火是将铸件加热到一般的正火是将铸件加热到 AcAc 上限上限+30+30～50℃，～50℃，使原始组织转使原始组织转 变为奥氏体，变为奥氏体，保温一段时间后出炉空冷。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。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，如铸铁原始组织中存在过量的自由渗碳体，则必须先加热到则必须先加热到 Ac1Ac1 上限上限+50+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～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。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、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。雾冷），达到调整铸铁硬度的目的。 淬火与回火淬火与回火 1.1.淬火淬火铸铁淬火工艺是将铸件加热到铸铁淬火工艺是将铸件加热到Ac1Ac1 上限上限+30+30～50℃的温度，一般取～50℃的温度，一般取 850850～900℃，～900℃，使组织转变成奥氏体，使组织转变成奥氏体，并在此温度下保温，并在此温度下保温，以增加碳在奥氏体中的溶解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。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，必要时可在对于形状复杂或大型铸件应缓慢加热，必要时可在 500500～650℃预热，以避免～650℃预热，以避免 不均匀加热而造成开裂。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。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、灰铸铁的淬透性与石墨大小、 形状、形状、 分布、分布、 化学成分以及奥氏体晶粒度有关。化学成分以及奥氏体晶粒度有关。 石墨使铸铁的导热性降低，从而使它的淬透性下降，石墨越粗大，越多，这石墨使铸铁的导热性降低，从而使它的淬透性下降，石墨越粗大，越多，这 种影响越大。种影响越大。 2.2.回火回火 为了避免石墨化，回火温度一般应低于为了避免石墨化，回火温度一般应低于 550℃，回火保温时间按550℃，回火保温时间按 t=[t=[铸件厚度（铸件厚度（mmmm））/25]+1/25]+1（（h h）计算。）计算。 3. 3.等温淬火等温淬火 为了减小淬火变形，提高铸件综合力学性能，凸轮、齿轮、缸套为了减小淬火变形，提高铸件综合力学性能，凸轮、齿轮、缸套 等零件常采用等温淬火。等零件常采用等温淬火。 等温淬火的加热温度和保温时间与常规淬火工艺相同。等温淬火的加热温度和保温时间与常规淬火工艺相同。 复习前课复习前课 铸铁的分类（铸铁的分类（P P89 89～ ～90 90） ） § §4-64-6 工程铸铁工程铸铁 一、一、 铸铁的石墨化铸铁的石墨化 1 1．概述．概述 铸铁是碳的质量分数铸铁是碳的质量分数 WWC C＞＞2.11%2.11%的铁碳合金。它是以的铁碳合金。它是以 FeFe、、C C、、SiSi 为主