鑄鐵熱處理淬火與回火

鑄鐵熱處理淬火與回火：所謂淬火是將材料自沃斯田鐵區(qū)域之溫度非常快的速率將溫度降低以防止波來鐵或肥粒鐵的形成，自沃斯田鐵區(qū)冷卻到Ms溫度由於時(shí)間太短碳元素不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散，基地直接變態(tài)為麻田散鐵，此組織非常堅(jiān)硬但也相當(dāng)脆，可以回火方式令其變軟，以提高韌性，因此經(jīng)過不同溫度回后，可以獲得不同硬度、強(qiáng)度及韌性的組合。而有所謂的恆溫脆火或熱溶淬火，即在鹽浴和金屬浴內(nèi)進(jìn)行淬火，造成中間相或變韌鐵的組織，在鑄鐵中常進(jìn)行淬火和回火處理的是球狀石墨鑄鐵，對(duì)灰鑄鐵而言，較無特殊意義，最多在要提高灰鑄鐵的磨耗強(qiáng)度時(shí)才會(huì)考慮進(jìn)行淬火處理，事實(shí)上此結(jié)果可藉表面處理達(dá)成。對(duì)球狀石墨鑄鐵而言，經(jīng)過淬火回火的處理后，可以獲得與鑄造或正常化處理相同的強(qiáng)度，但具有更高的降伏強(qiáng)度，結(jié)果獲得較大延性，特別是的得到較高韌性，因?yàn)榻?jīng)電爐淬火、回火后，基地上含有較高碳，同時(shí)在這種情況下要比含有波來鐵組織時(shí)容易進(jìn)行表面硬化處理。

    若在空氣中冷卻，非金性及低合金性鑄鐵之硬化能力不夠高，因此必須在某些液體中進(jìn)行淬火，為了避免淬火時(shí)發(fā)生熱裂，使用的淬火液最好是油或某種懸浮液而應(yīng)避免使用水，淬火時(shí)鑄件內(nèi)部會(huì)形成溫度梯度，同時(shí)由於時(shí)間的差異，隨著麻田散鐵的形成所引起的體積變化率亦不相同，同時(shí)鑄件內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力隨之增加，很容易形成熱裂或者在鑄件內(nèi)形成很高的內(nèi)應(yīng)力，在這種情形下，應(yīng)將油浴的溫度提高至50~100℃之間，藉此可以避免應(yīng)力的形成，對(duì)於肉厚差甚大的鑄件而言，特別要小心地將肉厚的部分，首先伸向淬火液，如此可減少肉薄部分所受的熱應(yīng)力，同時(shí)油液內(nèi)的油，必須加以攪拌，或令其流動(dòng)，或?qū)㈣T件在淬火液內(nèi)不停的晃動(dòng)。

    鑄鐵的淬火溫度應(yīng)在820~920℃之間，一般工廠最常使用的溫度是在850~900℃之間。當(dāng)淬火溫度太低時(shí)，會(huì)造成含碳量較低之沃斯田鐵，經(jīng)過淬火后較軟，同時(shí)所形成麻田散鐵的強(qiáng)度亦較低，相反如果淬火溫度太高，沃斯田鐵內(nèi)含碳量過高，淬火時(shí)發(fā)生熱裂的危險(xiǎn)性增高，形成殘留沃斯田鐵的機(jī)會(huì)亦變大。

    淬火后之鑄鐵實(shí)際上脆性甚高，同時(shí)含過高之內(nèi)應(yīng)力，為了改進(jìn)其延性及韌性必須在經(jīng)過回火爐回火處理，其處理程序與鋼相似，加熱速率應(yīng)低於100  K/小時(shí)，回火溫地應(yīng)在450~600℃之間，回火時(shí)間大約是4小時(shí)，回火時(shí)間太長(zhǎng)或溫度過高，會(huì)是強(qiáng)度及硬度下降很多，但可提高延性，在較低之溫度經(jīng)較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行回火，可造成相當(dāng)均勻之回火效果，同時(shí)整個(gè)鑄件之特性分布亦甚均勻，為了防止內(nèi)應(yīng)力的再發(fā)生，尤其對(duì)於復(fù)雜的鑄件，回火后應(yīng)緩慢冷卻至200℃以下。