一、概述

等温淬火作为热处理工艺是20世纪30年代研究合金钢低温奥氏体转变时产生的。这种工艺的突出优点是：①转变过程容易控制；②避免了从奥氏体温度迅速冷却到室温时可能产生的应力、畸变和脆裂现象。等温淬火的特点是：①通过采取不同的奥氏体化温度和保温时间，可以控制工件中奥氏体的含碳量；②通过采取不同的等温淬火温度和时间，可以控制奥氏体的分解程度和最终组织形态。

在球墨铸铁生产过程中应用等温淬火工艺是从钢中移植过来的。由于钢与铁存在着重要差别，因此，同样的等温淬火，最后在钢与铁中得到的组织则不尽相同。首先，对于钢进行等温淬火时形成的贝氏体组织是由针状铁素体和碳化物组成的，这就是在针状铁素体的形成过程中伴随有碳化物的沉淀析出。而在铸铁中，高的含碳量和含硅量却可以抑制碳化物的析出。此时，在针状铁素体形成的过程中，并不伴随有碳化物的析出，而是与高碳奥氏体并存。其次，在钢进行等温淬火时，其最终组织中是不允许有残余奥氏体出现，要求具有百分之百的贝氏体组织；而在铸铁中则要求保持有一定量的残余奥氏体。在钢中，出现残余奥氏体，尤其是在数量比较多时，一般认为是有害的。这是因为在钢中，残留奥氏体的Ms温度通常高于室温，当工件温度低于Ms温度时，残余奥氏体就趋向于转变成马氏体组织。这种没有经过回火的、又硬又脆的马氏体随时都可能引起工件断裂。由于对钢和铸铁的等温转变组织要求不同，等温淬火热处理的目的也不同。前者目的在于获得完全的贝氏体组织；而后者目的在于获得无碳型贝氏体组织（亦即针状铁素体）的同时，还要获得一定量的、较高碳量的稳定奥氏体。

由于受到对钢的认识的影响，开始把等温淬火工艺引入球墨铸铁的研究与应用时，人们的注意力主要集中在低温等温淬火（200～300℃的温度范围）。这时得到的性能虽然有相当高的强度，但其塑性却相对较差。到了20世纪70年代，人们才注意到中温等温淬火（300～400℃的温度范围），认识到残余奥氏体在球墨铸铁中的特殊作用。这时，人们对具有一定数量（高碳）残余奥氏体组织的贝氏体球墨铸铁的认识也有了一个飞跃。