高耐磨球墨鑄鐵 汽車傳動軸用球墨鑄鐵QT900-2

除了可鍛鑄鐵球墨鑄鐵退火將滲碳體分解為團絮狀石墨外，鑄鐵的熱處理目的在于兩方面：

一是改變基體組織，改善鑄鐵性能，

二是消除鑄件應力。值得注意的是：鑄件的熱處理不能改變鑄件原來的石墨形態(tài)及分布，即原來是片狀或球狀的石墨熱處理后仍為片狀或球狀，同時它的尺寸不會變化，分布狀況不會變化。

一、時效

鑄造過程中鑄鐵件由表及里冷卻速度不一樣，形成鑄造內應力，若不消除，在切削加工及使用過程中它會使零件變形甚至開裂。

為釋放應力常采用人工時效及自然時效兩種辦法。將鑄件加熱到大約500~560保溫一定時間，接著隨爐冷取出鑄件空冷，這種時效為人工時效；

自然時效是將鑄鐵件存放在室外6~18個月，讓應力自然釋放，這種時效可將應力部分釋放，但因用的時間長，效率低，已不太采用。

二、改善鑄鐵件整體性能為目的熱處理

為改善鑄鐵件整體性能常有消除白口退火，提高韌性的球墨鑄鐵退火，提高球墨鑄鐵強度的正火、淬火等。

1.消除白口退火

普通灰口鑄鐵或球墨鑄件表面或薄壁處在鑄造過程中因冷卻速度過快出現(xiàn)白口，鑄鐵件無法切削加工。

為消除白口降低硬度常將這類鑄鐵件重新加熱到共析溫度以上(通常880～900)，并保溫1～2h(若鑄鐵Si含量高，

時間可短)進行退火，滲碳體分解為石墨，再將鑄鐵件緩慢冷卻至400-500出爐空冷。在溫度700-780，即共析溫度附近不宜冷速太慢，以便滲碳體過多的轉變?yōu)槭?，降低了鑄鐵件強度。

2.提高韌性的球墨鑄鐵退火

球墨鑄鐵在鑄造過程中此普通灰口鑄鐵的白口傾向大，

內應力也較大，鑄鐵件很難得到純粹的鐵素體或珠光體基體，為提高鑄鐵件的延性或韌性，常將鑄鐵件重新加熱到900-950并保溫足夠時間進行高溫退火，再爐冷到600出爐變冷。

過程中基體中的滲碳體分解出石墨，自奧氏體中析出石墨，這些石墨集聚于原球狀石墨周圍，基體全轉換為鐵素體。

若鑄態(tài)組織由

(鐵素體＋珠光體)基體，以及球狀石墨組成，為提高韌性，只需將珠光體中滲碳體分解轉換為鐵素體及球狀石墨，為此將鑄鐵件重新加熱到700-760的共析溫度上下經(jīng)保溫后爐冷至600出爐變冷。

3.提高球墨鑄鐵強度的正火

球墨鑄鐵正火的目的是將基體組織轉換為細的珠光體組織。工藝過程是將基體為鐵素體及珠光體的球墨鑄鐵件重新加熱到850-900溫度，原鐵素體及珠光體轉換為奧氏體，

并有部分球狀石墨溶解于奧氏體，經(jīng)保溫后空冷奧氏體轉變?yōu)榧氈楣怏w，因此鑄件的強度提高。

4.球墨鑄鐵的淬火并回火處理

球墨鑄造件作為軸承需要更高的硬度，常將鑄鐵件淬火并低溫回火處理。工藝是：鑄件加熱到860-900的溫度，保溫讓原基體全部奧氏體化后再在油或熔鹽中冷卻實現(xiàn)淬火，

后經(jīng)250-350加熱保溫回火，原基體轉換為回火馬氏體及殘留奧氏體組織，原球狀石墨形態(tài)不變。處理后的鑄件具有高的硬度及一定韌性，保留了石墨的潤滑性能，耐磨性能更為改善。

球墨鑄鐵件作為軸類件，如柴油機的曲軸、連桿，要求強度高同時韌性較好的綜合機械械性能，對鑄鐵件進行調質處理。工藝是：鑄鐵件加熱到860-900的溫度保溫讓基體奧氏體化，

再在油或熔鹽中冷卻實現(xiàn)淬火，后經(jīng)500-600的高溫回火，獲得回火索氏體組織(一般尚有少量粹塊狀的鐵素體)，原球狀石墨形態(tài)不變。處理后強度，韌性匹配良好，適應于軸類件的工作條件。

5.球墨鑄鐵的等溫淬火處理

球墨鑄鐵的等溫淬火處理目的在于讓鑄鐵件的基體組織轉換為強韌的下貝氏體組織，強度極限可超過1100MPa，沖擊韌性AK32J。

處理工藝是：將球墨鑄鐵件加熱到830-870溫度保溫基體奧氏體化后，投入280-350的熔鹽中保溫，讓奧氏體部分轉變?yōu)橄仑愂象w，原球狀石墨不變。獲得高強度的球墨鑄鐵。

上述鑄鐵熱處理表明：鑄鐵件熱處理只能改變基體組織，不能改變石墨的形態(tài)

及分布，機械性能的變化是基體組織的變化所致。欲使鑄鐵具有高硬度，可以通過添加合金元素的方法。如Mn，Cr，Ni，Mo，V，Ti等金屬元素和Si，P等非金屬元素，從而形成不同系列的鑄鐵種類。

具體方法需要查關于鑄造合金類的書籍。

欲使鑄鐵具有耐高溫，可以在鑄鐵中添加Si，Al，Cr等，從而形成硅系、鋁系、鋁硅系和鉻系耐熱鑄鐵。

直接用鑄鐵坩堝來熔煉的金屬多為鋁合金、鋅合金、鉛合金、錫合金、銻合金等，鑄鐵坩堝的壽命取決于鑄鐵在高溫狀態(tài)下的氧化生長速度，坩堝的氧化速度慢，則坩堝的壽命長。

能阻止鑄鐵高溫下生長的合金元素有Si，Al、Cr，Sb等。

一種耐高溫的鑄鐵材料 溫度在一千一百度以上 而且是在長期這種溫度下使用 不能變形

能使用2~3個月以上每天用5~6個小時含碳量在2%以上的鐵碳合金。工業(yè)用鑄鐵一般含碳量為2%～4%。碳在鑄鐵中多以石墨形態(tài)存在，東莞日展企業(yè)

有時也以滲碳體形態(tài)存在。除碳外，鑄鐵中還含有1%～3%的硅，以及錳、磷、硫等元素。東莞日展合金鑄鐵還含有鎳、鉻、鉬、鋁、銅、硼、釩等元素。碳、硅是影響鑄鐵顯微組織和性能的主要元素。

鑄鐵可分為：灰口鑄鐵。含碳量較高（2.7%～4.0%），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡稱灰鐵。熔點低（1145～1250），凝固時收縮量小，抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好。

用于制造機床床身、汽缸、箱體等結構件。

白口鑄鐵。碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體形態(tài)存在，斷口呈銀白色。凝固時收縮大，易產(chǎn)生縮孔、裂紋。硬度高，脆性大，不能承受沖擊載荷。

多用作可鍛鑄鐵的坯件和制作耐磨損的零部件。

可鍛鑄鐵。由白口鑄鐵退火處理后獲得，石墨呈團絮狀分布，簡稱韌鐵。其組織性能均勻，耐磨損，有良好的塑性和韌性。

用于制造形狀復雜、能承受強動載荷的零件。

球墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)球化處理后獲得，析出的石墨呈球狀，簡稱球鐵。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性。

用于制造內燃機、汽車零部件及農機具等。

蠕墨鑄鐵。將灰口鑄鐵鐵水經(jīng)蠕化處理后獲得，析出的石墨呈蠕蟲狀。力學性能與球墨鑄鐵相近，鑄造性能介于灰口鑄鐵與球墨鑄鐵之間。

用于制造汽車的零部件。合金鑄鐵。普通鑄鐵加入適量合金元素（如硅、錳、磷、鎳、鉻、鉬、銅、鋁、硼、釩、錫等）獲得。

合金元素使鑄鐵的基體組織發(fā)生變化，從而具有相應的耐熱、耐磨、耐蝕、耐低溫或無磁等特性。用于制造礦山、化工機械和儀器、儀表等的零部件。

普通灰口鑄鐵(包括孕育鑄鐵)石墨片對機械性能(強度、延性)影響很大，灰口鑄鐵經(jīng)熱處理改善機械性能不顯著。

還需要注意的是鑄鐵的導熱性較鋼差，石墨的存在導致缺口敏感性較鋼高，因此鑄鐵熱處理中冷卻速度(尤其淬火)要嚴格控制。

三、鑄鐵的表面熱處理

鑄鐵件表面熱處理的目的是改善鑄鐵件的抗磨性能。鋼中的感應加熱淬火，激光加熱淬火，軟氮化等工藝均適用鑄鐵。柴油機、內燃機汽缸套目前常采用激光加熱淬火或軟氮化處理。

激光加熱鑄鐵件加熱速度很快，空冷后工件就可形成一層高碳馬氏體組織的硬化層，因而抗磨損能力大為增強。

鑄鐵件經(jīng)軟氮化處理后，表層形成一層e相的化合物(Fe2-3N)高硬化層，不僅硬度高，同時摩擦系數(shù)小，因而球墨鑄造抗磨損能力大為改善。

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