鑄鐵的熱處理

1、鑄鐵的熱處理按工藝目的不同，鑄鐵熱處理主要可以分為以下幾種：(1) 去應(yīng)力退火熱處理；(2) 石墨化熱處理；(3) 改變基體組織熱處理。本章簡要介紹上述熱處理工藝的理論基礎(chǔ)和工藝特點。第一節(jié)去應(yīng)力退火熱處理去應(yīng)力退火就是將鑄件在一定的溫度下保溫，然后緩慢冷卻，以消除鑄件中的鑄造殘留 應(yīng)力。對于灰口鑄鐵，去應(yīng)力退火可以穩(wěn)定鑄件幾何尺寸，減小切削加工后的變形。對于白 口鑄鐵，去應(yīng)力退火可以避免鑄件在存放、運輸和使用過程中受到振動或環(huán)境發(fā)生變化時產(chǎn)生變形甚至自行開裂。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途一、鑄造殘留應(yīng)力的產(chǎn)生鑄件在凝固和以后的冷卻過程中要發(fā)生體積收縮或膨脹，這種體積變化往往受到外界和鑄件

2、各部分之間的約束而不能自由地進行， 于是便產(chǎn)生了鑄造應(yīng)力。 如果產(chǎn)生應(yīng)力的原因消 除后，鑄造應(yīng)力隨之消除，這種應(yīng)力叫做臨時鑄造應(yīng)力。如果產(chǎn)生應(yīng)力的原因消除后鑄造應(yīng) 力仍然存在，這種應(yīng)力叫做鑄造殘留應(yīng)力。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途鑄件在凝固和隨后的冷卻過程中，由于壁厚不同，冷卻條件不同，其各部分的溫度和相變程度都會有所不同， 因而造成鑄件各部分體積變化量不同。如果此時鑄造合金已經(jīng)處于彈性狀態(tài)，鑄件各部分之間便會產(chǎn)生相互制約。鑄造殘留應(yīng)力往往是這種由于溫度不同和相變程度不同而產(chǎn)生的應(yīng)力。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途二、去應(yīng)力退火的理論基礎(chǔ)研究表明，鑄造殘留應(yīng)力與鑄件冷卻過程中各部分的溫差及鑄

3、造合金的彈性模量成正比。過去很長的時期里，人們認為鑄造合金在冷卻過程中存在著彈塑性轉(zhuǎn)變溫度，并認為鑄鐵的彈塑性轉(zhuǎn)變溫度為 400 C左右?；谶@種認識，去應(yīng)力退火的加熱溫度應(yīng)是400 C。但是，實踐證明這個加熱溫度并不理想。 近期的研究表明，合金材料不存在彈塑性轉(zhuǎn)變溫度， 即使 處于固液共存狀態(tài)的合金仍具有彈性。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途為了正確選擇去應(yīng)力退火的加熱溫度，首先讓我們看看鑄鐵在冷卻過程中應(yīng)力的變化情況。圖1是用應(yīng)力框測定的灰鑄鐵冷卻過程中粗桿內(nèi)應(yīng)力的變化曲線。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在a點前灰鑄鐵細桿已凝固完

4、畢，粗桿處于共晶轉(zhuǎn)變期，粗桿石墨化所產(chǎn)生的膨脹受到細桿的阻礙，產(chǎn)生壓應(yīng)力，到達 a點時，粗桿的共晶轉(zhuǎn)變結(jié)束，應(yīng)力達到極大值。從a點開始，粗桿冷卻速度超過細桿，二者溫差逐漸減小，應(yīng)力隨之減小，到達b點時應(yīng)力降為零。此后由于粗桿的線收縮仍然大于細桿，加上細桿進入共析轉(zhuǎn)變后石墨析出引起的膨脹，粗桿中的應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)槔瓚?yīng)力。到達c點時粗桿共析轉(zhuǎn)變開始，細桿共析轉(zhuǎn)變結(jié)束，兩桿溫差再次增大，粗桿受到的拉 應(yīng)力減小。到達d點時，粗桿受到的拉應(yīng)力降為零，粗桿所受到的應(yīng)力又開始轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力。從e點開始，粗桿的冷卻速度再次大于細桿，兩桿的溫差再次減小，粗桿受到的壓應(yīng)力 開始減小。到達f點時，應(yīng)力再度為零。此時兩桿仍然

5、存在溫差，粗桿的收縮速度仍然大于細桿，在 隨后的冷卻過程中，粗桿所受到的拉應(yīng)力繼續(xù)增大。從上述分析可以看出，灰鑄鐵在冷卻過程中有三次完全卸載（即應(yīng)力等于零）狀態(tài)。如果在其最后一次完全卸載 （即f點）時，對鑄件保溫，消除兩桿的溫差，然后使其緩慢冷卻， 就會使兩桿間的應(yīng)力降到最小。對灰鑄鐵冷卻過程中的應(yīng)力測定表明， 灰鑄鐵最后一次完全 卸載溫度在550600 C。這與實際生產(chǎn)中灰鑄鐵的退火溫度相近。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途三、去應(yīng)力退火工藝為了提高去應(yīng)力退火的實際效果，加熱溫度最好能達到鑄件最后一次完全卸載溫度。在低于最后一次完全卸載溫度時，加熱溫度越高，應(yīng)力消除越充分。但是，加熱溫度過高，

6、會引起鑄件組織發(fā)生變化， 從而影響鑄件的性能。對于灰鑄鐵件，加熱溫度過高，會使共析滲 碳體石墨化，使鑄件強度和硬度降低。對于白口鑄鐵件，加熱溫度過高，也會使共析滲碳體分解，使鑄件的硬度和耐磨性大幅度降低。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途普通灰鑄鐵去應(yīng)力退火的加熱溫度為550 C。?當鑄鐵中含有穩(wěn)定基體組織的合金元素時，可適當提高去應(yīng)力退火溫度。低合金灰口鑄鐵為 600 °C，高合金灰口鑄鐵可提高到 650 C。加熱速度一般為 60100 C /h。保溫時間可按以下經(jīng)驗公式計算：H =鑄件厚度/25 + H"，式中鑄件厚度的單位是毫米，保溫時間的單位是小時，H"在28

7、范圍里選擇。形狀復(fù)雜和要求充分消除應(yīng)力的鑄件應(yīng)取較大的H"值。隨爐冷卻速度應(yīng)控制在30 C/h以下，一般鑄件冷至150200 C出爐，形狀復(fù)雜的鑄件冷至100 C出爐。表1為一些灰鑄鐵件的去應(yīng)力退火規(guī)范，供參考。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表1 一些灰鑄鐵件的去應(yīng)力退火規(guī)范鑄件類別鑄件質(zhì)量t鑄件厚度mm熱處理規(guī)范裝爐溫度C加熱速度C/h退火溫度C冷卻速度C保溫時間h/h岀爐溫度C鼓風機機架等具有復(fù)> 70200755005509102030V 200雜外形并要求精確尺> 1.540 7020070450500892030V 200寸的鑄件V 40150604204505

8、63040V 200機床床身等類似鑄件> 2.020 80V 15030 605005503103040180 200較小型機床V 0.10V 60200100 150500550352030150 200鑄件筒形結(jié)構(gòu)簡單鑄件V 0.3010 4090 300100 1505506002340 50V 200紡織機械等小型鑄件V 0.05V 1515050 705005501.53040150普通白口鑄鐵去應(yīng)力退火的加熱溫度不應(yīng)超過500 C,高合金白口鑄鐵由于其共析滲碳體穩(wěn)定性好及鑄造應(yīng)力大，其加熱溫度一般遠遠高于普通白口鑄鐵，可達800900 C。表2給出了兩種高合金白口鑄鐵的去應(yīng)力

9、退火規(guī)范，供參考。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表2兩種高合金白口鑄鐵的去應(yīng)力退火規(guī)范鑄鐵種類和成分咼硅耐蝕鑄鐵（C 0.5 0.8 %,Si 14.5 16 %,Mn 0.3 0.8 %,SW 0.0 7 % ,PW 0.1 %或Si 16 18 %）高鉻鑄鐵（C 0.5 1.0 %,Si 0.5 1.3 %,Mn 0.5 0.8 %,Cr 26 30 %,S< 0.08 %,P< 0.1 %或C 1.5 2.2 %,Si 1.3 1.7 %,Mn 0.5 0.8 %,Cr 32 36 %,S< 0.1 %,P< 0.1 %）加熱速度退火溫度形狀簡單的中、小件<

10、 100 C /h形狀復(fù)雜件：澆注凝固后，700 C出型入爐500 C以下：2030 °C /h ,500 C 以上：50 C /h850 900 C780 850 C820 850 C保溫時間冷卻速度隨爐緩慢冷卻24h（V 30 50 C/h ）隨爐緩慢冷卻24h（V 30 50 C/h ）隨爐緩慢冷卻（V 25 40 C /h ）H =鑄件壁厚/25 , h至100150 C出爐空冷鑄鐵的熱處理（2 ）第二節(jié)石墨化退火熱處理石墨化退火的目的是使鑄鐵中滲碳體分解為石墨和鐵素體。這種熱處理工藝是可鍛鑄鐵件生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)。 在灰鑄鐵生產(chǎn)中，為降低鑄件硬度，便于切削加工，有時也采用這種工

11、藝方法。在球墨鑄鐵生產(chǎn)中常用這種處理方法獲得高韌性鐵素體球墨鑄鐵。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途一、石墨化退火的理論基礎(chǔ)根據(jù)相穩(wěn)定的自由能計算，鑄鐵中滲碳體是介穩(wěn)定相，石墨是穩(wěn)定相，滲碳體在低溫時的穩(wěn)定性低于高溫。因此從熱力學(xué)的角度看，滲碳體在任一溫度下都可以分解為石墨和鐵碳 固溶體，而且在低溫下，滲碳體分解更容易。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途但是，石墨化過程能否進行，還取決于石墨的形核及碳的擴散能力等動力學(xué)因素。對于固態(tài)相變，原子的擴散對相變能否進行起重要作用。由于溫度較高時，原子的擴散比較容易，因此實際上滲碳體在高溫時分解比較容易。尤其是自由滲碳體和共晶滲碳體分解時，由于要求原子做遠距離

12、擴散，只有在溫度較高時才有可能進行。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途1. 石墨的形核對于可鍛鑄鐵，滲碳體的分解首先要求形成石墨核心。在固相基體中，石墨形核既要克服新相形成所引起的界面能的增加，同時又要克服石墨 形核時體積膨脹所受到的外界阻礙，因此其形核比在液態(tài)時要困難得多。由于在滲碳體與其周圍固溶體的界面上存在有大量的空位等晶體缺陷，石墨晶核首先在這里形成。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在滲碳體內(nèi)，盡管也可能存在有晶體缺陷，但是由于石墨形核會引起較大的體積膨脹，而滲碳體硬度高，體積容讓性差，必然會對此產(chǎn)生巨大的阻力，從而阻礙石墨核心在其內(nèi)部形成。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途在實際生產(chǎn)中，鑄鐵內(nèi)

13、往往存在有各種氧化物、硫化物等夾雜物。其中一些夾雜物與石墨有良好的晶格對應(yīng)關(guān)系，可以作為石墨形核的基底，減小了由于石墨形核所造成的界面能 的增加。因此在實際條件下，石墨形核要比理想狀態(tài)容易些。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途對于灰鑄鐵和球墨鑄鐵，石墨化過程不需要石墨重新形核。2. 高溫石墨化過程高溫石墨化的主要目的是使自由滲碳體和共晶滲碳體分解。如果把含有滲碳體的鑄鐵加 熱到奧氏體溫度區(qū)域，石墨的形核則發(fā)生在奧氏體與滲碳體的界面上。石墨形核后，隨著滲碳體的分解，借助于碳原子向石墨核心的擴散不斷長大，最終完成石墨化過程。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途需要指出的是，對于可鍛鑄鐵而言，其鑄態(tài)組織是按亞

14、穩(wěn)定系凝固而成，其中奧氏體相對于穩(wěn)定系奧氏體呈碳過飽和狀態(tài)，石墨化后，奧氏體中碳濃度也要發(fā)生變化。石墨化完成后，鑄鐵的平衡組織為奧氏體加石墨。如果此時將鑄鐵緩慢冷卻，奧氏體將發(fā)生共析轉(zhuǎn)變， 其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物是鐵素體和二次石墨，鑄鐵的最終平衡組織為鐵素體加石墨。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途3低溫石墨化過程低溫石墨化是指在 A1溫度（720750 C）以下保溫的石墨化過程。可分為兩種情況：一種是鑄鐵經(jīng)過高溫奧氏體化后再進行低溫石墨化處理；另一種是鑄鐵不經(jīng)過高溫奧氏體化，而僅加熱到A1溫度以下進行低溫石墨化。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途前者的目的是使奧氏體在共析轉(zhuǎn)變時按穩(wěn)定系轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和石墨。后者不

15、形成奧氏體，共析滲碳體直接分解為鐵素體加石墨。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途如前所述，從熱力學(xué)條件看，在低溫下石墨化是可能的。此時關(guān)鍵的問題是碳原子的擴散。在低溫下，碳原子本身的擴散能力很低，加之鐵素體溶解碳的能力很小，碳原子的擴散比較困難，主要通過晶粒邊界和晶體內(nèi)部缺陷進行。因此，要提高低溫石墨化的速度，關(guān)鍵是減小碳原子的擴散距離。細化鑄態(tài)組織，增加晶界，增加石墨核心是減小碳原子擴散距離的有效措施。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途二、石墨化退火工藝1. 鐵素體（黑心）可鍛鑄鐵的石墨化退火工藝資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途圖2所示，黑心可鍛鑄鐵的石墨化有五個階段：升

16、溫；（2）第一階段石墨化；(3) 中間階段冷卻；(4) 第二階段石墨化；(5) 出爐冷卻。表3為一些典型可鍛鑄鐵件石墨化退火實例，供參考。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表3 一些典型可鍛鑄鐵件石墨化退火實例產(chǎn)品名稱鑄鐵牌號汽車底盤零件KTH350-10汽車拖拉機鐵道等KTH350-10零件KTH370-12閥門、手扶拖拉機零件KTH350-10皿330 400MPa68%20 %;120 163HBS化學(xué)成分孕育劑C 2.5 2.7 ,Si 1.3 1.6 , B 0.002Mn 0.35 0.5 , Bi 0.006P 0.05 0.07 , Al 0.008Sv 0.15C 2.3 2.6

17、 ,Si 1.5 2.0 ,Bi 0.0060.01Mn 0.4 0.6 ,Al 0.008Pv 0.12 ,S 0.15 0.20C 2.3 2.7 ,Si 1.14 1.36 ,Mn 0.3 0.4 , Al 0.015Pv 0.1 ,S 0.07 0.09C 2.65 2.80 ,Si 1.5 1.7 ,Mn 0.4 0.6 ,Pv 0.1 ,S< 0.20 ,Cr v 0.06退火爐退火規(guī)范25t升降式電爐連續(xù)式火焰隧道爐鋅氣氛燃煤爐2.珠光體可鍛鑄鐵石墨化退火工藝但不進行第二階4。資料個人收集整理,珠光體可鍛鑄鐵的石墨化退火與鐵素體可鍛鑄鐵的第一階段石墨化相同,段石墨化，或在第

18、一階段石墨化后淬火并高溫回火。其熱處理實例見表勿做商業(yè)用途表4珠光體可鍛鑄鐵石墨化退火實例產(chǎn)品名稱鑄鐵牌號化學(xué)成分孕育劑退火爐基體組織退火規(guī)范C 2.4 Si 1.3 2.6 ,1 5 ,手扶拖拉機軸承座、插銷等KTZ450-06；KTZ550-04Mn 0.40.8 ,室內(nèi)媒粉爐片狀珠光體P V 0.1 ,S V 0.15C 2.4 2.8 ,臺車車輪、拖拉機履帶板、農(nóng)機具零件KTZ450-06；KTZ550-04Si 1.0 Mn 0.85P V 0.1 ,S< 0.151.3 ,1.2 ,室內(nèi)媒粉爐粒狀珠光體C 2.4 2.6 ,Si 1.3 1.5 ,B0.003汽車曲軸KTZ6

19、50-02；Mn 0.40.5 ,Bi 0.01電爐細粒狀索氏體KTZ700-02P V 0.07Cu1.0S V 0.153. 灰口鑄鐵和球墨鑄鐵的石墨化退火灰口鑄鐵和球墨鑄鐵的石墨化退火又稱為軟化退火。當鑄件中共晶滲碳體不多時，石墨化退火的目的是使共析滲碳體分解，此時可選用低溫石墨化退火。當鑄件中含有自由滲碳體或共晶滲碳體時石墨化退火的目的是消除自由滲碳體和共晶滲碳體，此時須進行高溫石墨化退火。退火工藝見表 5。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表5灰口鑄鐵和球墨鑄鐵石墨化退火工藝退火類型鑄鐵類型加熱溫度C）保溫時間（h）出爐溫度（C）低溫灰口鑄鐵650 -75014< 300石墨化球墨

20、鑄鐵720 -7602+鑄件厚度/25< 600高溫灰口鑄鐵900 -9502+鑄件厚度/25100 300石墨化球墨鑄鐵880 -9801+鑄件厚度/25< 600鑄鐵的熱處理（3）第三節(jié) 改變基體組織的熱處理一、改變基體組織熱處理的理論基礎(chǔ)1. 過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變及其產(chǎn)物如果將奧氏體化后的鑄鐵冷卻到Ai溫度以下（此時的奧氏體稱為過冷奧氏體），奧氏體就會發(fā)生轉(zhuǎn)變。其轉(zhuǎn)變可以是珠光體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、或馬氏體轉(zhuǎn)變。究竟發(fā)生何種轉(zhuǎn)變一方面取決于各種轉(zhuǎn)變生成相在不同溫度下的自由能，另一方面與各種轉(zhuǎn)變所要求的動力學(xué)條件有關(guān)。 資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途對于鐵碳合金，珠光體轉(zhuǎn)變發(fā)生在Ai

21、以下至550 C左右。在此溫度下，原子可以充分擴散，轉(zhuǎn)變產(chǎn)物為珠光體。 在一般情況下，珠光體內(nèi)的鐵素體和滲碳體呈片狀相間分布，其片層厚度與珠光體轉(zhuǎn)變溫度有關(guān)。轉(zhuǎn)變溫度越低，所形成的珠光體分散度越高，片層間距越小，其力學(xué)性能越高。隨著轉(zhuǎn)變溫度的降低，其轉(zhuǎn)變產(chǎn)物依次為粗大珠光體或稱珠光體，細珠光體或稱索氏體，極細珠光體或稱屈氏體（托氏體）。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途如果奧氏體冷卻到大約 220550 C進行轉(zhuǎn)變，由于溫度較低，原子的擴散不能充分進 行，奧氏體分解為介穩(wěn)定的過飽和a-Fe與碳化物（或滲碳體）的混合物。這種轉(zhuǎn)變產(chǎn)物稱為貝氏體。貝氏體分為上貝氏體和下貝氏體。在接近珠光體轉(zhuǎn)變溫度（55

22、0 C稍下）所形成的貝氏體稱為上貝氏體，由平行的a-Fe相和其間分布的碳化物所組成。在金相顯微鏡下，上貝氏體呈羽毛狀，因此又叫做羽毛狀貝氏體。在靠近馬氏體轉(zhuǎn)變溫度（220 C稍上）所形成的貝氏體稱為下貝氏體， 由針狀過飽和a-Fe?及其上分散的微細碳化物所組成，又叫做針狀貝氏體。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途如果奧氏體冷卻到更低的溫度進行轉(zhuǎn)變，原子的擴散已無法進行，奧氏體只能以非擴散 的形式轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。奧氏體只有冷卻到某一溫度以下才可以發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，這個溫度稱為馬氏體轉(zhuǎn)變開始點，簡稱馬氏體點。馬氏體轉(zhuǎn)變的特點是在轉(zhuǎn)變過程中鐵、碳原子都不發(fā)生擴散，所生成的馬氏體與原來的奧氏體成分相同。從晶體

23、結(jié)構(gòu)上看，馬氏體仍是碳在 a-Fe中的過飽和固溶體。高碳馬氏體在金相顯微鏡下呈針狀。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途2. 過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線（C曲線）過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變動力學(xué)曲線是表示不同溫度下過冷奧氏體轉(zhuǎn)變量與轉(zhuǎn)變時間關(guān)系的曲 線。由于通常不需要了解某時刻轉(zhuǎn)變量的多少，而比較注重轉(zhuǎn)變的開始和結(jié)束時間，因此常常將這種曲線繪制成溫度一時間曲線，簡稱C曲線（如圖3所示）。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途C曲線的左邊一條線表示轉(zhuǎn)變開始時間，稱為孕育期。孕育期的長短取決于過冷奧氏體在該溫度下的穩(wěn)定性，它與該溫度下過冷奧氏體與形成新相之間

24、的能量差和碳原子的擴散能力有 關(guān)。如圖4所示，溫度越低，過冷度越大，自由能差越大，轉(zhuǎn)變驅(qū)動力越大；但同時，溫 度的降低又使原子的擴散能力降低。因此過冷奧氏體在某一特定溫度下轉(zhuǎn)變的孕育期最短。溫度過高和過低都不利。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途對于鑄鐵，其奧氏體成分一般是過共析的，其C曲線上多出一條表示先共析滲碳體（或石墨）析出的曲線（如圖 5所示）。奧氏體的成分偏離共析點越遠，這條先共析相析出線距 離珠光體轉(zhuǎn)變開始線也越遠。鐵成分不同，其過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的C曲線不同。根據(jù)不同成分鑄鐵過冷奧氏體轉(zhuǎn)變的 C曲線，可以容易地預(yù)測該成分鑄鐵不同溫度下奧氏體等溫轉(zhuǎn)變 的產(chǎn)物，

25、從而制訂合理的等溫轉(zhuǎn)變熱處理工藝。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途3. 過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（ CCT曲線）在實際熱處理中，等溫熱處理工藝比較繁瑣，因而較多的是采用連續(xù)冷卻熱處理。在連續(xù)冷卻過程中，奧氏體是在不斷降溫過程中發(fā)生轉(zhuǎn)變的。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途為簡便起見，可以將鑄鐵的冷卻曲線繪制到C曲線上，以定性地分析在連續(xù)冷卻條件下過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變。如圖 6所示，當冷卻速度為 Vi時，冷卻曲線與 C曲線有兩個交點，ai 點表示珠光體轉(zhuǎn)變開始，bi點表示珠光體轉(zhuǎn)變結(jié)束。將冷卻速度提高到V2，轉(zhuǎn)變開始時間和結(jié)束時間縮短，轉(zhuǎn)變溫度降低。如果將冷卻速度提高到臨

26、界冷卻速度V"c以上（比如V3），則冷卻曲線不與轉(zhuǎn)變終了線相交，這表明只有一部分奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，而其余部分被過冷到Ms點以下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。在此范圍里，冷卻速度越大，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w的量越少， 而馬氏體量越多。如果冷卻速度大于Vc,則奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途雖然應(yīng)用C曲線可以定性地分析過冷奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變，但是由于連續(xù)冷卻時奧氏體轉(zhuǎn)變的孕育期與等溫轉(zhuǎn)變有所不同， 上述分析在數(shù)值上存在著一定的偏差。 因此，在分析過冷 奧氏體連續(xù)冷卻時比較多的是采用過冷奧氏體的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線（CCT曲線）。

27、圖7是共析成分奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，為便于對比，圖中還畫出了 C曲線。與其C曲線相比，連續(xù)冷卻時轉(zhuǎn)變開始時間和開始溫度降低。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途連續(xù)冷卻速度很小時，轉(zhuǎn)變的過冷度很小，轉(zhuǎn)變開始和終了的時間很長。如果提高冷卻速度，則轉(zhuǎn)變溫度降低，轉(zhuǎn)變的開始和終了時間縮短，轉(zhuǎn)變所經(jīng)歷的溫度區(qū)間增大。圖中CC線為轉(zhuǎn)變中止線，表示冷卻曲線與此線相交時轉(zhuǎn)變并未完成，但奧氏體分解停止，剩余部分被冷卻到更低的溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。如果冷卻速度很大，奧氏體將全部轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途化學(xué)成分、加熱速度、奧氏體化溫度都對奧氏體連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線有影響。因

28、此，實際鑄鐵的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線與圖8 7有比較大的出入。圖 8是一種球墨連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線，供參考，冷卻曲線下面的數(shù)據(jù)為硬度（HV10 ）。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途4. 珠光體、馬氏體、貝氏體相變特點珠光體、馬氏體和貝氏體相變機制在有關(guān)金屬學(xué)及鋼的熱處理教材中都有詳細介紹，限 于篇幅，這里不再贅述。表 6給出了上述三種轉(zhuǎn)變的特點，供參考。表中所注溫度是針對 鐵碳合金的，對于鑄鐵，則視硅、錳含量而有所不同。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表6珠光體、馬氏體、貝氏體相變特點主要異同點相變類型珠光體轉(zhuǎn)變貝氏體轉(zhuǎn)變馬氏體轉(zhuǎn)變高溫轉(zhuǎn)變中溫轉(zhuǎn)變

29、低溫轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變溫度范圍(Ari 500 °C)(500 C Ms)（Ms以下）具有碳原子和鐵原子的碳原子擴散，而鐵原子不擴散性無擴散擴散擴散生核、長大，一般以滲碳生核、長大，一般以鐵素生核、長大與領(lǐng)先相生核、長大體為領(lǐng)先相體為領(lǐng)先相具有共格性，產(chǎn)生表面浮具有共格性，產(chǎn)生表面浮共格性無共格性凸現(xiàn)象凸現(xiàn)象組成相兩相組織兩相組織單相組織YFe(C) a-Fe(C) + YFe(C) a-Fe (C) +YFe(C) aFe(C)FesCFe3C (約 350 C以上)y-Fe(C) a-Fe(C) +FexC (約 350 C以下)合金元素的分布合金元素擴散重新分布合金元素不擴散合金元素不擴

30、散二、改變基體組織的熱處理及其工藝1.正火鑄鐵的正火處理主要用于球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和灰鑄鐵，其目的是使基體組織中珠光體 含量增多，提高鑄鐵的耐磨性和強度。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途對于球墨鑄鐵而言，根據(jù)加熱時是否保留部分鐵素體，正火可分為完全奧氏體化正火和 部分奧氏體化正火。（1）灰口鑄鐵的正火工藝灰口鑄鐵共晶滲碳體較少時，正火加熱溫度一般為850900 C；共晶滲碳體較多時,加熱溫度一般為900950 C。加熱溫度高，可提高奧氏體的碳含量，使冷卻后珠光體量 提高。保溫時間為13小時。保溫后在空氣中冷卻，或采用風冷和噴霧冷卻，以提高珠光 體含量，并使其細化。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途（

31、2）球墨鑄鐵的正火處理球墨鑄鐵的熱處理主要有高溫奧氏體化正火，兩階段正火，部分奧氏體化正火和高溫不保溫正火。這些正火工藝的目的、工藝規(guī)范、及所得到的基體組織見表7。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表7球墨鑄鐵常用正火工藝熱處理名稱目的熱處理規(guī)范基體組織備注提高組織均勻性，提高強冷卻時易析出二次珠光體+少量鐵素體高溫奧氏體化正火度、硬度、耐磨性或消除滲碳體；復(fù)雜件要回（牛眼狀）滲碳體火目的同上，但能防止二次珠光體+少量鐵素體兩階段正火復(fù)雜件要回火滲碳體出現(xiàn)（牛眼狀）原始組織不應(yīng)有游珠光體+鐵素體（破部分奧氏體化正火獲得良好的強度和韌性離滲碳體，復(fù)雜件要碎狀）回火高溫不保溫正火獲得良好的強度和韌性珠

32、光體+少量鐵素體(破碎狀)原始組織不應(yīng)有游 離滲碳體，復(fù)雜件要 回火2. 淬火和回火淬火的目的是獲得普通冷卻條件下不能得到的急冷組織，以提高鑄件的硬度、耐磨性和 綜合力學(xué)性能?；鼗饎t是淬火處理的一種后處理工序，其目的是減小淬火中產(chǎn)生的應(yīng)力。(1)抗磨白口鑄鐵的淬火及回火工藝表8給出了一些抗磨白口鑄鐵的熱處理規(guī)范，供參考。資料個人收集整理，勿做商業(yè)用途表8 一些白口鑄鐵的熱處理參考規(guī)范牌號KmTBCr9Ni5Si2KmTBCr2Mo1Cu1KmTBCr15Mo2-DTKmTBCr15Mo2-GTKmTBCr20Mo2Cu1KmTBCr26轉(zhuǎn)化退火工藝淬火工藝750825 C保溫410h，出爐空冷

33、940960 C保溫16h，緩冷至760780 °C 9601000 C保溫1保溫46h，緩冷至 6h，出爐空冷600 C以下出爐空冷920960 C保溫19201000 C保溫28h，緩冷至700750 C 6h，出爐空冷保溫48h，緩冷至600 C以下出爐空冷920960 C保溫19601020 C保溫28h，緩冷至700750 C 6h，出爐空冷保溫410h，緩冷至9601060 C保溫2600 C以下出爐空冷6h，出爐空冷回火工藝250300 C保溫416h，出爐空冷200300 C保溫46h，岀爐空冷200300 C保溫28h，岀爐空冷200300 C保溫28h，岀爐空冷最

34、大斷面尺寸mm30010012075300200(2)球墨鑄鐵的淬火及回火工藝球墨鑄鐵的淬火及回火工藝見表9。表9球墨鑄鐵的淬火及回火工藝工序淬火1完全奧氏體化后淬火一般加熱到Ac1 (加熱時共析轉(zhuǎn)變溫度)上限以上3050 C，普通球墨鑄鐵 850880 C，淬火后為馬氏體組織，再回火。HRC > 50aKlO 20J/cm2.部分奧氏體化后淬火加熱到共析轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)（即加熱時共析轉(zhuǎn)變的上、下限之間），淬火后為馬氏體和少量分散分布的鐵素體，再回火。270350HB , aO40J/cm 21. 低溫回火（140250 °C）馬氏體開始分解，析出碳化物微粒，成為回火馬氏體（即含碳量比淬火馬氏體少的馬氏體） 最終組織為細針狀回火馬氏體+殘余奧氏體+球墨 降低殘余應(yīng)力和脆性，保持高硬度和耐磨性2. 中溫回火（350500 C）馬氏體分解終了，形成鐵素體和細小彌散滲碳體質(zhì)點的混合組織，稱為回火屈氏體或屈氏體 彈性高，韌性好。僅用與廢氣渦輪的球墨鑄鐵密封環(huán)，其它應(yīng)用很少3. 高溫回