球墨铸铁的热处理
等温淬火球铁(ADI)及其应用
S 应被严格限制，以保证球化成功，防止过 多的夹杂物产生和球化衰退。P促进脆性，为有 害元素。Mo 、Ni 、 Mn 、Cu 是由强变弱的促进 硬度的元素。Mn 应低于普通球墨铸铁，因为Mn 有显著的偏析倾向，致使石墨分布不均匀。Cu 可 以部分消除 Mn 的不利影响，在使用Cu 后，Mn 含量可放宽至0.5％。加入合金元素Cu 、Mo 、Ni 、Nb可以提高淬透性及力学性能。干扰元素Ti 、 Sn 、 Sb 、V 等破坏球形，要用稀土元素中和， 但Ce过多反球化，应加以控制。
1.2.3 等温淬火时间和奥氏体含碳量 在生产等淬球铁过程中，等淬时的长短起着主要作 用。在铁素体生核期，奥氏体接受铁素体生核与生长排 出的碳份，使得奥氏体中碳份由淬火时的0.8%-1.1%， 增加至1.2%-1.6%。这一碳份还不够使奥氏体在室温稳 定，还要在等温液中继续保温；在铁素体生长期，生长 的铁素体将更多的碳推入剩余奥氏体，使奥氏体碳浓度 增至1.8%-2.2%。这一碳浓度无论从热力学和动力学都 是稳定的。
1.1.3 铸造工艺 采用先进的成形方法和科学的浇冒口设计技 术，防止铸件产生缩孔、缩松、气孔、夹渣等隐 藏性缺陷。孔洞和显微缩松体积＜1％。只有提 供完善的原始铸件，才能保证等淬球铁高性能的 稳定性和可靠性。 铸铁水平连铸和金属型铸造是制造等淬球铁 原件先进的成形方法，这种方法铸件冷却快，石 墨球数又多、又圆整，不易产生铸造缺陷。
互相合作
共同发展
共同进步
等温淬火球铁（ADI）及其应用
等温淬火球墨铸铁（Austempering Ductile Iron)是将球墨铸铁加热至奥氏体温度（850－ 950℃）保温（1－2h）至奥氏体为碳所饱和， 然后急冷至使铸件不生成珠光体并高于马氏体 开始形成温度（Ms）, 在此温度（250－380℃ ）保持足够长的时间（1.5-3.5h）生成针状铁素 体和高碳奥氏体（称为奥氏铁素体）的热处理 态铸铁。等温淬火球墨铸铁简称等淬球铁（ ADI），国内也有称为奥氏体球铁，贝氏体球 铁，奥贝球铁。
球 墨 铸 铁
1.2 球墨铸铁的热处理
球墨铸铁的热处理工艺：
主要有退火、正火、调质、等温淬火
1.2 球墨铸铁的热处理
退火的目的在于获得铁素体基体。球化剂增大 铸件的白口化倾向，当铸件薄壁处出现渗碳体时，为 了获得塑性好的铁素体基体，并改善切削性能，消除 铸造应力，根据铸铁的铸造组织，可采用两种退火工 艺。
正火的目的在于温度，又分高温正火（完全奥氏 体化正火）和低温正火（不完全奥氏体化正火）两种。
1.1 球墨铸铁的成分、组织、
性能和用途
应用：
由于球铁具有优异的力学性能，因此可用 于负荷较大、受力较复杂的零件，甚至能代替碳 钢制造某些零件。
如珠光体基体的球铁，常用于制造柴油机曲 轴、连杆、齿轮、机床主轴、蜗轮、蜗杆，轧 钢机的轧辊，水压机的工作缸、缸套、活塞等。 而铁素体的球铁，可用于制造受压阀门、机 器底座、汽车后桥壳等。
工 程 材 料 及 热 处 理
球墨铸铁
石墨成球状的铸铁称为球墨铸铁，是 在灰口铸铁的铁液中加入球化剂（稀土镁合 金等）和变质剂（硅铁）进行球化变质处理 后得到的。
铸造性能好 成本低廉 生产方便
1.1 球墨铸铁的成分、组织、 性能和用途
与灰铸铁相比，它的硫含量较低，而 碳含量较高，一般为过共晶成分，以利于石 墨球化。
但是调质处理一般只适用于小尺寸的铸件，当 尺寸过大时，铸件内部淬不透，处理效果不好。
1.2 球墨铸铁的热处理
淬火等温淬火时，将零件加热到奥氏体区，保温一定时 间后，在300℃左右的等温盐浴中冷却并保温，使基体 在此温度下转变为下贝氏体。球墨铸铁经等温淬火后不 仅可以获得较高的强度，同时还具有良好的塑性和韧性。
1.2 球墨铸铁的热处理
完全奥氏体正火工艺曲线图
球墨铸铁qt600-3热处理要求
英文回复：The requirements for qt 600—3 thermal treatment of ball ink include three phases of gillfire， fire recovery and stress elimination to ensure that they meet the rigidity and intensity of design requirements。
In the course of the acreage， the desired mathematic tissue needs to be cooled quickly and under strict control at the standard temperature。
The backfire phase regulates the hardness and resilience of the material by heating and cooling control to match the corresponding requirements。
The stress was eliminated to eliminate residual stress from the manufacture and thermal processing of materials in order to improve their stability and durability。
Thermal processes require strict adherence to policies and standards to ensure that temperatures， times and cooling speeds at all stages are in accordance with regulations to ensure that materials meet design requirements， which are essential for improving product quality and safeguarding national security。
球墨铸铁的等温淬火工艺
球墨铸铁的等温淬火工艺
球墨铸铁是一种广泛应用于工程中的铸铁，具有较高的强度和韧性。
其中，等温淬火是一种重要的热处理工艺，可以显著提高球墨铸铁的机械性能和耐磨性。
等温淬火通常包括以下几个步骤：首先，在炉内加热球墨铸铁至一定温度，保温一定时间使其组织达到平衡状态；然后迅速将球墨铸铁置于淬火介质中，使其快速冷却，从而使组织发生变化；最后，在适当的温度下进行回火处理，消除淬火过程中的残余应力，并提高强度和韧性。
等温淬火的工艺参数包括加热温度、保温时间、淬火介质和回火温度等。
其中，加热温度和保温时间的选择应根据球墨铸铁的材质、尺寸和要求的性能来确定；淬火介质应根据要求的硬度和韧性来选择，常用的淬火介质包括水、油和空气等；回火温度的选择应根据要求的性能来确定，通常在300~600℃范围内。
总之，等温淬火是一种重要的球墨铸铁热处理工艺，可显著提高其机械性能和耐磨性。
在实际应用中，应根据具体情况选择适当的工艺参数，保证球墨铸铁的性能达到要求。
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球墨铸铁热处理方法之探讨
球墨铸铁热处理方法之探讨陆卫倩：（上海电机学院机械工程学院，上海200240）中国铸造装备与技术4／2010 高级工程师，原任上海机床厂有限公司磨床研究所高级工程师，现任上海电机学院副教授，主要从事零件失效分析和金属材料热处理本文详细介绍了球墨铸铁件的各种热处理工艺，并简单介绍了纳米技术在球墨铸铁件表面处理中的应用。
从文献资料来看，经纳米技术表面处理后的球墨铸铁件具有良好的自润性、良好的耐磨性、良好的耐蚀性，因此是一种非常有前途的表面处理。
众所周知：热处理是一项改进金属材料品质的方法，借助热处理可以改变或影响铸铁的组织及性质，同时还可获得更高的强度、硬度和耐磨性等。
铸铁热处理的种类繁多，但基本上可分成两大类：第一类是组织构造不会由热处理而发生变化或者也不应该发生改变的，第二类则是基本的组织结构发生变化者。
第一种热处理主要是用于消除内应力，热处理后组织、强度及其它力学性质等没有因热处理而发生明显变化。
第二种热处理能使基体组织发生明显的变化，这种热处理大致分为五类：①退火：其目的主要在于分解碳化物，降低铸铁的硬度，提高加工性能；②正火：其目的主要用于改进铸铁组织、获得均匀分布的力学性能；③淬火：其目的主要是为了获得比较高的硬度和表面耐磨性；④表面硬化处理：其目的主要是获得表面硬化层，同时得到较高的表面耐磨性；⑤析出硬化处理：其目的主要是为获得更高强度。
铸铁种类繁多，有灰口铸铁、白口铸铁、蠕墨铸铁、球墨铸铁等等，它们的组织结构也各不相同。
一般根据凝固过程中的析出物———共晶石墨或共晶碳化物来分类:基体内主要含片状石墨者称之为灰铸铁，主要含碳化物者称之为白口铸铁。
事实上白口铸铁由于具有很高的硬度与脆性用途较少；而灰铸铁的性质主要是由共晶石墨的形状与大小而定，这些析出的石墨无法经由热处理予以改进，因此具有非常低的强度及硬度。
但若铁液添加镁及稀土金属能使石墨在凝固过程中以球状析出成为球墨铸铁，那么情况就有所不同。
球墨铸铁淬火工艺
球墨铸铁淬火工艺球墨铸铁淬火工艺是一种常用的金属加工工艺，用于增强球墨铸铁的硬度和强度。
本文将详细介绍球墨铸铁淬火工艺的原理、步骤和应用。
一、原理球墨铸铁淬火是通过控制材料的冷却速率，使材料经历一系列相变过程，从而改变材料的组织结构和性能。
在淬火过程中，通过将球墨铸铁加热至适当温度，然后迅速冷却到室温，使铁素体转变为贝氏体和马氏体的混合组织，从而提高其硬度和强度。
二、步骤1. 材料准备：选择合适的球墨铸铁材料，确保其成分符合要求，并进行必要的铸造和热处理。
2. 加热处理：将球墨铸铁加热至适当温度，通常为840℃至950℃。
加热时间根据材料厚度和规格而定，一般为1小时至数小时。
3. 迅速冷却：将加热至适当温度的球墨铸铁迅速浸入冷却介质中，通常使用水、油或盐水作为冷却介质。
冷却介质的选择取决于材料要求和工艺条件。
4. 温度调控：控制淬火介质的温度，确保材料迅速冷却到适当温度范围内，以实现所需的淬火效果。
5. 均匀冷却：确保球墨铸铁在冷却介质中均匀冷却，避免出现温度梯度过大导致应力集中和变形。
6. 温度测量：使用温度计等工具测量球墨铸铁的冷却温度，以确保淬火过程的准确性。
三、应用球墨铸铁淬火工艺广泛应用于机械制造、汽车制造、工程机械、农机装备等领域。
由于球墨铸铁具有高强度、良好的韧性和抗疲劳性能，淬火后的球墨铸铁能够满足各种复杂工况下的使用要求。
在汽车制造领域，球墨铸铁淬火工艺常用于制造汽车发动机缸体、曲轴箱、曲轴等零部件。
淬火后的球墨铸铁能够提高零部件的耐磨性和抗拉强度，确保发动机在高温和高压环境下的正常运行。
在机械制造领域，球墨铸铁淬火工艺常用于制造齿轮、减速器、机床导轨等重要零部件。
淬火后的球墨铸铁能够提高零部件的硬度和耐磨性，增加其使用寿命，同时保持较高的韧性和抗冲击性能。
球墨铸铁淬火工艺还广泛应用于工程机械和农机装备等领域，用于制造各种高强度和耐磨的工作部件，如履带链轮、铲斗、铲刀等。
总结起来，球墨铸铁淬火工艺是一种重要的金属加工工艺，通过控制材料的冷却速率，能够提高球墨铸铁的硬度和强度，满足复杂工况下的使用要求。
球墨铸铁的等温淬火工艺
球墨铸铁的等温淬火工艺球墨铸铁是一种高强度、高韧性和高耐磨损的工程材料，广泛应用于机械、汽车、铁路、船舶等领域。
而其制造工艺中的等温淬火技术是保证此种材料力学性能均匀性和稳定性的重要因素之一。
等温淬火工艺是在球墨铸铁浇铸成型之后进行的一种热处理工艺，目的是消除铸件的内部结构应力和减小组织的尺寸，并使铸件达到均匀的高硬度和高强度。
等温淬火的基本原理是在铸件的完全固化之前，将铸件以较高的温度加热一段时间，使其达到淬火温度。
然后迅速将铸件浸入水或油中淬火，铸件表面温度快速降到室温以下，并形成硬脆的外表面。
此时，铸件表面的冷却速度快于内部，导致表面的组织缩小、变硬，而内部的组织则较慢地在室温下固化，形成相对柔韧的较大晶粒。
等温淬火工艺主要分为以下几个步骤：1. 铸件浇注后，将其在高温条件下加热，使铸件表面达到淬火温度，如淬火温度为860℃，则加热温度为890-910℃，保温时间约为30分钟。
2. 加热后，迅速取出铸件，将其放入淬火介质中进行淬火。
通常要求淬火介质的温度低于室温约20℃，淬火介质一般选用水或油。
3. 淬火后，将铸件取出，进行等温时效。
等温时效是将铸件加热到250-350℃，保温1-2小时，使组织达到均匀状态。
4. 等温时效后，将铸件自然降温至室温。
此时，铸件的内外组织结构均匀，力学性能优异。
等温淬火工艺影响球墨铸铁性能的因素很多，其中加热温度、淬火介质和保温时间是影响最大的因素。
若加热温度过高或淬火速度过快，铸件表面组织易形成过硬的马氏体，而内部组织晶粒较大，从而影响铸件的韧性。
若加热温度过低，淬火介质温度过高，铸件内部组织易形成珠光体，从而降低铸件的强度和硬度。
因此，对于不同的球墨铸铁材料和铸件尺寸，需要根据具体情况选择适当的等温淬火工艺参数，以获得最佳的力学性能和表面硬度。
综上所述，等温淬火工艺是球墨铸铁制造中至关重要的一环，可以显著提高球墨铸铁的力学性能和表面硬度，应用广泛。
球墨铸铁温度范围
球墨铸铁温度范围1. 球墨铸铁的定义和特点球墨铸铁，也称为球墨铸铁，是一种具有良好韧性和高强度的铸铁材料。
它通过在铸造过程中添加微量的镁和稀土元素，使铸铁中的石墨以球状形式存在，从而提高了材料的力学性能和耐磨性能。
2. 球墨铸铁的生产工艺球墨铸铁的生产工艺包括以下几个主要步骤：2.1 原料准备球墨铸铁的主要原料是铁水、生铁和废钢。
在生产过程中，需要对原料进行准确的配比和预处理，以确保最终产品的质量。
2.2 熔炼原料经过预处理后，进入熔炼炉进行熔化。
熔炼过程中需要控制炉温和炉内气氛，以确保原料能够充分熔化并达到所需的化学成分。
2.3 铸造熔化的铁水经过脱硫、脱氧等处理后，进入铸造设备进行铸造。
铸造过程中需要控制铸造温度和冷却速率，以确保铸件的成型质量。
2.4 热处理铸件在铸造后需要进行热处理，以消除内部应力和改善材料的力学性能。
热处理过程中需要控制温度和保温时间，以确保材料能够获得良好的组织结构和性能。
3. 球墨铸铁的温度范围球墨铸铁的温度范围是指在不同工艺环节中，球墨铸铁所需的温度区间。
具体来说，球墨铸铁的温度范围包括以下几个方面：3.1 熔化温度球墨铸铁的熔化温度通常在1350℃至1450℃之间。
熔化温度的选择需要考虑原料的成分和熔炼设备的特点，以确保原料能够充分熔化并获得所需的化学成分。
3.2 铸造温度球墨铸铁的铸造温度通常在1350℃至1450℃之间。
铸造温度的选择需要考虑铸件的尺寸和形状，以及铸造设备的特点，以确保铸件能够获得良好的成型性能和力学性能。
3.3 热处理温度球墨铸铁的热处理温度通常在800℃至950℃之间。
热处理温度的选择需要考虑材料的组织结构和性能要求，以确保材料能够获得良好的强度和韧性。
3.4 使用温度球墨铸铁的使用温度通常在-20℃至300℃之间。
使用温度的选择需要考虑材料的力学性能和耐磨性能要求，以确保材料能够在使用过程中保持良好的性能和稳定性。
4. 总结球墨铸铁是一种具有良好韧性和高强度的铸铁材料。
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球墨铸铁的热处理
目前球墨铸铁所采用的热出库工艺有：消除内应力的低温退火；高温石墨化退火；低温石墨化退火；正火与回火；淬火与回火；等温淬火等。
球墨铸铁的表面淬火正在扩大应用。
对球墨铸铁的化学热处理也在研究应用。
1 球墨铸铁消除内应力的低温退火
球墨铸铁与灰口铸铁比较，容易产生较高的内应力，一般高1-2倍，与白口铸铁的内应力差不多。
消除内应力低温退火的工艺过程是：将铸铁加热到Ac1以下某一温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却使铸铁完全过渡到稳性温度范围，至200-250℃即出炉空冷。
球墨铸铁消除内应力的倾向性与金属基体有关，珠光体球墨铸铁比铁素体基体为小。
例如当退火温度为600℃时，对于珠光体+铁素体和铁素体基体的球墨铸铁保温15小时后可完全消除内应力。
而对于珠光体基体的球墨铸铁，要完全消除内应力保温时间长达63小时。
但都比钢的消除倾向大。
在保温的前2-3小时内消除内应力的效果最为显著。
退火温度愈高，则内应力消除的愈快，愈安全。
目前工厂一般按下述工艺进行：加热速度控制在60-120℃/小时的范围内。
避免产生新的内应力。
加热温度一般控制在550-650℃之间。
对于珠光体基体的球墨铸铁，考虑到当加热温度超过600℃后，可能发生共析渗碳体的石墨化和粒化。
所以加热温度适当降低为550-620℃为宜。
保温时间为2-8小时。
然后随炉缓冷（冷却速度为30-60℃/小时）至200-250℃出炉空冷。
采用该工艺退火，可消除铸件中残余应力之90-95%。
2球墨铸铁的高温石墨化退火
球墨铸铁具有较大的向心倾向性。
在生产过程中常常由于化学成分选择不当，球化剂加入量过多或孕育剂量不足而造成铸件中出项大量的奥氏体或自由渗碳体；有时由于球墨铸铁中磷量过高或磷的严重偏析倾向，甚至在含磷量为0.05%时就会出现磷共晶。
当自由渗碳体和磷共晶总量超过3%时，就使铸件的机械性能变坏，加工困难。
在这种情况下就必须采用高温石墨化的方法来予以消除。
球墨铸铁高温石墨化退火的工艺是：将铸铁件加热至Ac3+(30-50℃)，保温一段时间进行第一阶段石墨化，然后根据对球墨铸铁基体要求的不同采用不同的冷却方式。
加热温度一般为900-960℃。
保温时间一般为1-4小时。
高温石墨化以后的冷却，则是根据对球墨铸铁基体的组织要求而定。
如果要求获得高韧性的铁素体基体，则在高温保温待第一阶段石墨化完成后，随炉冷却到720-760℃保温进行第二阶段石墨化，以后再炉冷至600℃出炉空冷;也可以直接从高温缓慢冷却通过共析转变温度范围至600℃时出炉空冷，使奥氏体在缓慢冷却过程中直接分解为铁素体及石墨。
这时球墨铸铁组织为铁素体+球状石墨。
如果要求基体为珠光体，则高温保温后即出炉进行空冷。
这时铸铁组织为索氏体型珠光体+少量片状铁素体〔＜10%〕+球状石墨。