球墨铸铁等温淬火

1、职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库球墨铸铁铸件生产技术课程球墨铸铁等温淬火主讲：郭静静榆林职业技术学院职业教育材料成型与控制技术专业教学资源库球墨铸铁等温淬火球墨铸铁经等温淬火处理后的组织是贝氏体和少量残余奥氏体，这种组织不仅具有较高的综合力学性能（较高的强度和韧性），而且具有很好的耐磨性，应用和发展速度很快。1、 球墨铸铁等温淬火概述1.定义等温淬火，就是把球墨铸铁加热到以上，使其成为均匀的奥氏体组织，然后以较大的冷却速度将奥氏体过冷到某一温度(230350)，并在这个温度作等温保温，得到的显微组织为贝氏体和残余奥氏体，具有良好的综合机械性能。这种工艺称为球墨铸铁的等温淬火，如图1所示

2、。图1 球墨铸铁等温淬火工艺2.等温淬火操作等温淬火操作，可分以下三步：（1）将球墨铸铁加热到奥氏体区，保温一定时间进行奥氏体化；（2）将奥氏体快速冷却到指定温度，避免转变为珠光体；（3）在贝氏体区进行等温分解，以获得贝氏体组织。二、球墨铸铁等温淬火工艺参数的影响1.球墨铸铁奥氏体化温度和等温分解温度奥氏体化温度不宜太高，以860为宜，等温分解后得到细小晶粒（即短针状）的低碳贝氏体（如图2）为最佳，有利于综合性能的提高。奥氏体化温度过高，则奥氏体晶粒长大，在等温分解后便获得粗大晶粒（即长针状）的高碳贝氏体，它对机械性能亦有不利的影响。图2 奥氏体化温度为860时低碳贝氏体 x100等温分解温度

3、以300左右为宜。这时可以得到成排的下贝氏体组织（如图3所示）。在此温度下奥氏体化后等温淬火得到的贝氏体，其机械性能都是较好的，而且有较高的硬度，这样便保证了球墨铸铁铸件的耐磨性。图3 稀土镁球墨铸铁等温淬火后的下贝氏体组织（奥氏体化温度为860）2.奥氏体化温度和等温分解温度与金相组织的关系球墨铸铁在等温淬火后，其金相组织的特征取决于下面两个条件：（1）贝氏体针的长度仅取决于淬火时的奥氏体化温度，奥氏体化温度越高，贝氏体针就越长，而与等温分解温度无关。（2）贝氏体针的形态，取决于等温分解温度，而与奥氏体化温度的关系不大。以上两点，只是在淬火时的奥氏体化时间及等温分解的保温时间相同时才符合，否

4、则略有变动。3.奥氏体化温度和等温温度与宏观断口的关系经过等温淬火的球墨铸铁的断口，不能以正火状态下的断口特征来判断其性能的优劣。其断口表面越粗糙、暗灰，综合机械性能越好。（1）在同一奥氏体化温度下，断口随着等温分解温度的升高而趋于粗化（类似有一颗颗的粒状凸出物），表面颜色由亮白而逐渐变得暗灰，性能依次递增。（2）同一等温温度的断口随着奥氏体化温度的升高，而逐渐变得细致和亮白，性能逐渐降低。当等温分解温度越低时，这两点特征更加明显，这是贝氏体、马氏体和残余奥氏体数量比例的变化在宏观断口上的具体反映。而当等温温度升到310以上，奥氏体化温度在断口上的反映就不是很显著了。三、球墨铸铁等温淬火后的回

5、火 球墨铸铁经过等温淬火后，在贝氏体基体中常出现一些淬火马氏体和残留奥氏体。淬火马氏体的存在造成球墨铸铁的脆性。为了消除脆性，可通过低温（250左右）回火，使淬火马氏体转变为回火马氏体。回火温度应不超过300，以免贝氏体发生分解。回火温度对力学性能的影响如图4所示。图4 等温淬火后回火温度对力学性能的影响在不影响硬度的条件下，球墨铸铁等温淬火后再进行回火，可进一步提高球墨铸铁的抗拉强度和冲击韧性，在等温淬火后回火与延长保温时间有着相似的作用，它使共晶团边界上的残余奥氏体在回火过程中更易转变成下贝氏体，这样提高了球墨铸铁的性能。同时，等温淬火后回火，它能充分地消除零件的内应力，提高球墨铸铁铸件的

6、强度和韧性，由于残余奥氏体转变成回火贝氏体，使硬度提高；淬火马氏体在回火后成为回火马氏体使球墨铸铁铸件硬度降低。由于这两个效应的综合结果，因此，球墨铸铁铸件在等温淬火后的回火对硬度的影响不大（回火温度必须在等温温度以下或附近时才能得到这一结果）。球墨铸铁在等温淬火后回火，有时也会出现硬度略微升高的现象。因此，采用足够的等温保温时间，以保证过冷奥氏体进行充分的等温分解，尽量地减少不正常的马氏体和残余奥氏体。在等温淬火后采用回火，可以更有效地弥补和克服共晶团边界上的淬火马氏体及残余奥氏体存在所带来的不良影响，进一步提高球墨铸铁的综合机械性能。四、等温淬火的注意事项为了使等温淬火能够满足所需要的性能要求，需要注意以下两点：（1） 淬火剂必须有足够的数量，以避