三、球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的力学性能主要取决于其基体组织，通过不同的热处理工艺改变基体组织可以显著改善球墨铸铁的力学性能。球墨铸铁热处理时的组织转变同钢相似，热处理工艺性能较好，钢的大多数热处理工艺，一般都适合于球墨铸铁。生产中球墨铸铁常用的热处理工艺有退火、正火、调质和等温淬火。
(－)退火
1．高温石墨化退火
球墨铸铁的白口倾向较大，铸态组织中常出现莱氏体和自由渗碳体。高温退火的目的是消除白口，获得高韧性的铁素体基体球墨铸铁，以降低硬度，改善切削加工性能。
高温退火的工艺是将铸件加热至900～950℃，保温2～4h，进行第一阶段石墨化;然后随炉冷至720～780℃，保温2～8h进行第二阶段石墨化。若在900～950℃保温2～4h后随炉缓冷至600℃出炉空冷，则由于石墨化第二阶段未能充分进行，将得到铁素体-珠光体基体的球墨铸铁。
2．低温石墨化退火
当铸件铸态组织为铁素体-珠光体及球状石墨而无自由渗碳体时，为了获得塑性、韧性较高的铁素体基体的球墨铸铁，可进行低温石墨化退火。低温石墨化退火是将铸件加热至共析温度范围附近720～760℃，保温2～8h，然后随炉缓冷至600℃出炉空冷。使珠光体中的渗碳体发生石墨化分解。
3．去应力退火
球墨铸铁的弹性模量以及凝固时的收缩率均比灰铸铁高，故铸造内应力比灰铸铁大两倍左右。对后续不再进行其他热处理的球墨铸铁铸件，都应进行去应力退火。去应力退火是将铸件缓慢加热到500～620℃，保温2～8h，然后随炉缓冷。
(二)正火
球墨铸铁正火的目的是使铸态下的铁素体-珠光体基体的球墨铸铁转变为珠光体基体的球墨铸铁，或使珠光体基体组织细化，片层间距减小，以提高球墨铸铁的强度、硬度和耐磨性。正火还可作为表面淬火的预先热处理。
球墨铸铁的正火可分为高温正火和低温正火两种。
1．高温正火
高温正火是将铸件加热至共析温度以上，一般为900～950℃，保温1～3h，使基体组织全部奥氏体化，然后出炉空冷，使奥氏体全部转变为珠光体;对于含硅量高的厚壁铸件，则应采用风冷，甚至喷雾冷却，确保正火后能获得珠光体球墨铸铁。
2．低温正火
低温正火工艺是将铸件加热至共析温度范围内，一般为820～860℃，保温1～3h，使基体组织部分奥氏体化，然后出炉空冷。低温正火后得到珠光体+少量铁素体+球状石墨组织，可使铸件获得较高的韧性、塑性，同时保持一定的强度，具有较高的综合力学性能。
在共析温度范围内，不同的加热温度可使球墨铸铁正火后基体组织中珠光体和铁素体的相对量不同。加热温度愈高，奥氏体愈均匀，正火组织中珠光体数量愈多。因此，通过控制正火温度，可以在很宽的范围内控制球墨铸铁的力学性能。
由于球墨铸铁的导热性较差，正火后铸件都存在较大的内应力，因此多数工厂在正火后都对其再进行一次去应力退火(常称回火)。即将正火后的球铁铸件重新加热至550～600℃，保温3～4h，然后出炉空冷。
(三)等温淬火
等温淬火是为了得到贝氏体基体的球墨铸铁，其目的是提高球墨铸铁的综合力学性能，在获得高强度或超高强度的同时，仍能保持较好的塑性和韧性。等温淬火工艺适用于形状复杂、易变形或易开裂，又需要高强度与良好塑性、韧性的配合，通过正火难以满足技术要求的球墨铸铁铸件。
球墨铸铁等温淬火工艺是将铸件加热至860～920℃保温后，立即放入250～350℃的盐浴中等温30～90min，然后取出空冷。等温淬火后的组织为下贝氏体+少量马氏体+少量残余奥氏体+球状石墨。球墨铸铁零件等温淬火后应进行低温回火，使残余奥氏体和空冷过程中形成的少量淬火马氏体转变为下贝氏体和回火马氏体，进一步提高其强韧性。
球墨铸铁经等温淬火后抗拉强度σb可达1100～1600MPa，硬度为38～50HRC，冲击吸收功AK为24～64J。等温淬火常用于齿轮、曲轴、凸轮轴、滚动轴承套圈等球墨铸铁零件的热处理。但由于等温盐浴的冷却能力有限，故一般仅适用于截面尺寸不大的零件。
(四)调质处理
调质的目的是得到回火索氏体基体的球墨铸铁，从而获得高的综合力学性能。球墨铸铁调质处理工艺为加热至850～900℃，保温2～4h后油淬，淬火后组织为细片状马氏体+球状石墨;然后再加热至550～600℃回火4～6h，调质处理后的最终组织为回火索氏体+球状石墨，具有良好的综合力学性能。
球墨铸铁经调质后，具有高的强度和高韧性，硬度为250～380HBW。调质处理适用于受力复杂、截面尺寸较大、综合性能要求高的重要零件，如柴油机曲轴、连杆等。
球墨铸铁淬火后，也可采用中温和低温回火处理。中温回火后得到回火托氏体基体组织，具有高强度并兼有一定的韧性，例如用球墨铸铁制造的铣床主轴就是采用这种工艺;低温回火得到回火马氏体基体组织，具有高的硬度和耐磨性，例如用球墨铸铁制造的轴承内外套圈就是采用这种工艺。
为了提高球墨铸铁零件的表面硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳极限，还可对其进行表面热处理，如表面淬火、表面渗氮等。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
