二、正火
(一) 普通正火
普通正火的目的是获得珠光体或索氏体球墨铸铁,如要获得球墨铸铁的牌号性能为QT800-2、QT700-2、QT600-3。
当铸态组织中没有游离渗碳体、三元或复合磷共晶时,可采用图8-9所示的正火工艺。当铸态组织中游离渗碳体的体积分数不小于3%,有三元或复合磷共晶时则应采用高温分解游离渗碳体后,炉冷至较低奥氏体化温度,保温正火的工艺,如图8-10所示。
图8-9 无渗碳体时的正火工艺
图8-10 有渗碳体时的正火工艺
当非合金化球墨铸铁中没有游离渗碳体时,推荐采用表8-5所示的正火温度、保温时间。
要使厚大断面铸件经正火后获得完全是珠光体基体组织,可以添加Cu、Mo、Ni、V等稳定珠光体元素,由此可提高厚大断面铸件的硬度(见图8-11)。
球墨铸铁正火后要进行回火,以改善韧度和消除应力。回火温度为550~600℃,回火温度小于550℃,有可能会进入回火脆性区;回火温度高于600℃,有可能使强度和硬度下降过多。回火温度对硬度的影响示于图8-12。
表8-5 非合金化球墨铸铁正火温度、 保温时间
图8-11 合金元素对厚大断面球墨铸铁件正火后硬度的影响
1—w(Ni)=3.75%、w(Mo)=0.55%;2—w(Ni)=3.75%、w(Mo)=0.25%;3—w(Ni)=2%、w(Mo)=0.55%、w(V)=0.25%;4—w(Ni)=2%、w(Mo)=0.55%;5—w(Ni)=3.75%;6—w(Ni)=2%;7—非合金化
图8-12 正火球墨铸铁的回火温度对硬度的影响
(二) 部分奥氏体化正火
部分奥氏体化正火目的与普通正火相似,即获得珠光体基体组织。但不同的是,此时通过控制破碎状铁素体的数量以改善韧度。为此,采用的奥氏体化温度,不是在共析转变温度以上,而是在共析转变温度范围内,也就是在上、下临界温度之间,此时仅发生部分奥氏体化。由此,沿晶界形成破碎状铁素体,其数量取决于奥氏体化温度和保温时间。温度越靠近共析转变温度上限,则破碎状铁素体数量越少,强度偏高,韧度偏低。此外,保温时间过短,也会发生同样的情况。
当铸态组织中没有游离渗碳体、三元或复合磷共晶时,可采用图8-13所示的工艺。当铸态组织上游离渗碳体的体积分数不小于3%且有三元或复合磷共晶时,应首先采用高温使其分解,再炉冷至共析转变温度范围内,进行部分奥氏体化正火,其工艺示于图8-14。要指出的是,部分奥氏体化温度与含硅量密切相关,图8-14给出的工艺适用于硅为2%~3%的球墨铸铁。
图8-13 无渗碳体时的部分奥氏体化正火工艺
图8-14 有渗碳体时的部分奥氏体化正火工艺