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球墨铸铁热处理(球墨铸铁的淬火与回火技术)

球墨铸铁热处理
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球墨铸铁件淬火首先要进行奥氏体化。奥氏体化温度一般为860—880℃,保温时间和正火、退火处理一样,都是每25毫米厚铸件保温1小时。保温结束后,在流动空气中快速冷却。淬火后铸件需要及时回火,消减淬火应力,提高工件塑韧性。
铸件淬火前须有合适的原始基体组织。最主要的是基体中不能存在过多碳化物、磷共晶。如果碳化物在淬火温度下未能完全溶解,碳化物与奥氏体界面常是裂纹萌生处。存在这些碳化物使淬火裂纹发生的概率显著提高。含有碳化物的铸件在淬火前必须加热到高温石墨化退火或正火温度,并进行保温将碳化物消除。淬火铸件最适宜的基体是共晶团比较细密均匀,以珠光体为主的组织。这样的组织易于奥氏体化,获得均匀的淬火组织。
球墨铸铁的淬硬度与奥氏体含碳量有关。表8-4显示碳=3.32%,硅=2.52%,锰=0.29%的球墨铸铁件奥氏体化温度与奥氏体含碳量的关系。

由表中数据可见,提高奥氏体化温度会增加奥氏体含碳量,淬火后出现较多残余奥氏体,使马氏体粗化,降低淬火硬度。如果铸件选用较低的淬火温度,可使奥氏体含碳量处于较低水平,淬火后虽能获得细小的针状马氏体,但因奥氏体化不完全,达不到应有的淬火硬度。由于高碳马氏体与残余奥氏体的综合影响,在不同加热温度下,淬火硬度会出现最大值。
另外,为消除大部分可能存在铁素体,并使奥氏体获得合适含碳量。淬火温度选在共析转变上限温度以上25—40℃较好。
硅显著改变球墨铸铁共析温度范围。因此,球墨铸铁件淬火温度受铸件含硅量的影响。硅含量在常规含量上限时,共析转变上限温度为835—845℃。历此,淬火温度可选在860—880摄氏度、含硅量低于2%时,誉火温度可降低到840—860℃。球墨铸铁淬火硬度最高可达到60—62(HRC)。
有些合金元素对球墨铸铁共析转变临界温度影响较大,淬火时应考虑这些合金元素对淬火温度的影响。
铸件淬火后需要及时回火。消减淬火应力,改善铸件韧性,提高和调节材料的力学性能。球墨铸铁的回火稳定性较高,因此球墨铸铁回火温度和时间应超过钢。
为了消减相变应力和脆性的回火温度150—260℃,保温2—3小时后空冷(也可风冷、油冷)。回火后基体为回火马氏体和残余奥氏体组织。硬度HRC50左右。低温回火温度不应超过250摄氏度。避免铸件产生回火脆性。
要求具有良好强韧性的球墨铸铁件可以在350—400℃温度回火,获得回火马氏体+残余奥氏体组织。这种回火方式称为高温回火或调质处理。回火后铸件可获得高强度并有高韧度与之匹配。综合力学性能良好,为球墨铸铁常用的一种热处理方式。
回火温度对880摄氏度油淬火后稀土镁球墨铸铁力学性能的影响如图8—7.铸件成分为:碳=3.53,硅=2.05%,锰=0.75%。
球墨铸铁件可以实行等温淬火。

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