如何制订球墨铸铁等温淬火工艺

来源:热处理技术图解手册作者:马伯龙

    球墨铸铁等温淬火是获得高强度球墨铸铁的重要热处理方法,在生产中的应用日益广泛。

    (1)淬火加热。球墨铸铁的等温淬火与钢相似,淬火加热温度在奥氏体转变终了温度以上30~80℃,一般为860~900℃。球墨铸铁中硅含量高者取上限,原始组织中铁素体多时取上限,反之取下限。当要求获得上贝氏体组织时,可将加热温度提高到900~950℃,由于奥氏体中的碳含量较高,降低了形成上贝氏体的下限温度,有利于上贝氏体的形成。

    加热保温时间的确定,应以铸件均匀热透和奥氏体均匀化为原则。在盐浴炉中加热时,加热系数为40~45 s/mm,在箱式炉中加热时,加热时间需增加到23倍。一般基体中铁素体多时取上限,以珠光体为基体的球墨铸铁及返修品取下限。

    (2)等温温度。等温温度应根据对铸件要求的力学性能来确定。在250℃以下等温淬火时,组织为大量针状马氏体和残留奥氏体。这种组织硬度虽高,但综合性能不好。在250~350℃等温淬火时,可以得到下贝氏体加残留奥氏体及少量马氏体组织。在此温度区间,随着等温温度的升高,强度、硬度降低,而塑性和韧性提高;在350℃塑性和韧性达到最高值;再继续提高等温温度则得到上贝氏体和残留奥氏体加极少量马氏体的组织,强度、硬度及塑性、韧性都降低。所以,等温淬火的等温温度应在250~350℃之间选择,一般为260~300℃。铸件等温淬火后得到以下贝氏体为主的组织,既保持了高硬度,又有一定的塑性和韧性,具有良好的综合力学性能。当工件要求以强度、硬度和耐磨性为主时,等温温度可取下限;以塑性、韧性为主时,则取上限。

    (3)等温时间。随着等温时间的延长,硬度逐渐下降,冲击韧度上升。等温时间的选择,既要保证工件组织完全转变,又要兼顾对力学性能的影响。等温时间一般为60~90min

    等温淬火工艺曲线见图6-23。等温淬火后应及时回火回火温度应根据要求的硬度而定。

 

球墨铸铁等温淬火工艺曲线

 

    6-23    球墨铸铁等温淬火工艺曲线

    等温淬火比普通淬火内应力小,畸变和开裂倾向也小,所以多适用于形状复杂和截面尺寸不大(有效厚度≤30mm)铸件的处理。