如何进行灰铸铁的石墨化退火

来源:热处理工艺学作者:袁凤松

    灰铸铁石墨化退火是使铸铁中的渗碳体分解为石墨的热处理方法。石墨化退火的目的是为了消除白口,降低硬度,提高塑性和韧性,改善铸件的切削加工性能。灰铸铁石墨化退火分为低温石墨化退火和高温石墨化退火两种。

    (1)低温石墨化退火。当铸件中不存在共晶渗碳体或数量不多时,可进行低温石墨化退火。低温退火时共析渗碳体球化并分解为石墨,使铸铁硬度降低,塑性和韧性提高。

    低温石墨化退火的加热温度稍低于Ac1下限温度,一般为650~700℃,保温时间为14h,保温后炉冷,冷却速度不大于100/h。工艺曲线见图6-5

 

 灰铸铁低温石墨化退火工艺曲线

 

    6-5    灰铸铁低温石墨化退火工艺曲线

    铸铁经低温石墨化退火后的组织为珠光体、铁素体加石墨,或铁素体加石墨。

    (2)高温石墨化退火。当铸件中共晶渗碳体数量较多时,需进行高温石墨化退火。铸铁中的共晶渗碳体是不稳定相,在高温下加热时会发生分解,其产物是奥氏体加石墨。经过高温石墨化退火,铸铁的硬度降低,有利于改善切削加工性能,同时可提高塑性和韧性。

    高温石墨化退火的加热温度高于Ac1上限温度,为900~960℃。对于形状简单的一般铸件,可选取较高的加热温度;而对于形状复杂或壁薄的铸件,则应选取较低的加热温度,以减少变形。加热速度为70~100/h。保温时间一般为1~4h,视铸件的大小、厚度与加热温度的高低来确定。当铸件较厚或所选的加热温度较低时,可适当延长保温时间,以利于石墨化的充分进行。保温结束后可炉冷至300℃以下出炉空冷,或冷至720~760℃保温一段时间,炉冷至300℃以下出炉空冷,工艺曲线见图6-6。退火后得到塑性和韧性好的铁素体灰铸铁,其组织为铁素体加石墨。若采用图6-7所示工艺曲线冷却,得到强度高、耐磨性好的珠光体基体灰铸铁。

 

 灰铸铁高温石墨化退火工艺曲线

 

    6-6    灰铸铁高温石墨化退火工艺曲线

 

 获得珠光体灰铸铁的高温石墨化退火工艺曲线

 

    6-7    获得珠光体灰铸铁的高温石墨化退火工艺曲线