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球墨铸铁热处理工艺

发表时间:2018-08-16 00:00

球墨铸铁中的石墨是以球状分布在基体上。球墨铸铁的热处理,其目的是消除应力,提高加工性能,改善基体组织和性能。

  1.消除内应力的低温退火

  球墨铸铁铸造后的应力比灰铸铁大1~2倍。如果不进行其他热处理时,应进行去应力退火。其方法与灰铸铁相同,只是对珠光体基体的球墨铸铁用500~600℃。对铁素体基体的球墨铸铁,采用600~650℃,保温2~8h,随炉冷到200℃以下出炉空冷。

  2.高温石墨化退火

  退火加热温度为900~950℃,保温1~4h。需获得铁素体基体时应随炉缓冷至600℃以下出炉,或冷至720~760℃进行等温退火,保温2~8h,炉冷至600℃后出炉空冷。工艺曲线如图3-57。

  3.低温石墨化退火

  为获得铁素体基体,可将铸件加热至720~760℃,保温2~8h,冷至600℃出炉。铁素体基体球墨铸铁组织图见图3-58。

  4.球墨铸铁正火

  (1)低温正火

  加热到840~880℃,保温1~4h,获得部分奥氐体,然后空冷。正火后获得铁素体+珠光体

铁素体基体球墨铸铁

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  图3-58    铁素体基体球墨铸铁

铁素体+珠光体球墨铸铁

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  图3-59    铁素体+珠光体球墨铸铁

  (2)高温正火

  加热到880~920℃,保温1~3h,使基体完全奥氏体化,然后空冷、风冷或喷雾冷却,获得珠光体基体,金相组织如图3-60。强度硬度提高,但铸铁导热性差、冷却快造成较大应力,为此正火后往往需要去除应力,即加热到550~600℃,保温1~3h,空冷。

  5.球墨铸铁的淬火和回火

  球墨铸铁淬火的目的是为了得到马氏体组织,以提高铸件耐磨性。淬火温度是Ac1+ (30~50)℃,由于含硅量不同,A1点也不同,当硅含量为2%~3%时,淬火温度取860~900℃,硅含量高,淬火温度取上限。淬火温度过高,会使晶粒粗大和残留奥氏体增多,力学性能下降,一般在保证完全奥氏体化的前提下尽量采用较低的淬火温度。保温时间应比钢件长0.5~1倍。组织中铁索体多,应采取上限时间。

  为防止变形和开裂一般采取油冷,形状简单而硬度要求高时采用水淬。淬火后硬度可达58~60HRC,淬火应力大,应及时回火。回火按温度可分为低温回火( 140~150℃)、中温回火(350~500℃)和高温回火(500~600℃)3种。最高回火温度不超过600℃,回火时间一般为2~4h。

珠光体基体球墨铸铁(×340)

  6.球墨铸铁的等温淬火

  将零件加热到860~920℃,保温一段时问后立即进入250~350℃硝盐槽中等温60~90min后空冷,获得下贝氏体及马氏体组织。经250~350℃回火,使残余奥氏体转变为下贝氏体。而马氏体转变为回火马氏体,因而等温处理后强度高,韧性好,变形小,薄壁或形状复杂、要求变形较小的零件应采用等温处理。

  7.球墨铸铁典型热处理工艺

  (1)铸件名称

  汽车曲轴。

  (2)化学成分w(%)

  C 2. 82~4. 06,Si 2.28~2.58,Mn 0.31~0.36,P 0.024~0. 042,S 0.01~0.014,V 0.16~0.28,Ti 0.09~0.11,Mg 0. 032~0. 049。

  (3)基体组织

球墨铸铁汽车曲轴热处理工艺曲线

  70%~90%珠光体。

  (4)力学性能

  σ=730~930MPa,δ=2%~8%,α=22~49J/cm2,HBS=255~277。

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