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球墨铸铁正火工艺是通过加热和冷却来改善球墨铸铁组织和性能的热处理方法
工艺目的
提高强度和硬度：改善球墨铸铁的力学性能，使其具有更高的强度、硬度和耐磨性，满足不同零件的使用要求。
改善切削性能：通过正火处理，可使球墨铸铁的组织均匀化，改善其切削加工性能，提高加工效率和表面质量。
工艺过程
加热：将球墨铸铁件加热到临界温度以上，一般在880℃-950℃之间，保温一定时间，使组织均匀化。加热速度不宜过快，以免产生过大的热应力。保温时间根据铸件的壁厚和装炉量而定，通常为1-3小时。
冷却：保温结束后，将铸件出炉空冷或风冷，获得珠光体基体组织。风冷速度较快，可获得更细小的珠光体组织，提高铸件的力学性能。对于一些要求较高的铸件，也可采用喷雾冷却或淬火油冷却等方式，但需要注意控制冷却速度，避免产生裂纹。
工艺参数控制
加热温度：加热温度过高会导致晶粒粗大，降低铸件的韧性；加热温度过低则无法使组织充分奥氏体化，影响正火效果。
保温时间：保温时间过短，组织不均匀；保温时间过长，会增加能源消耗和生产成本。
冷却速度：冷却速度直接影响球墨铸铁的组织和性能。冷却速度过快，会产生较大的内应力，甚至导致裂纹；冷却速度过慢，则无法获得理想的珠光体组织。
注意事项
装炉方式：铸件在炉内的放置要均匀，保证加热和冷却的均匀性，避免因局部过热或过冷而导致组织和性能不均匀。
出炉操作：出炉时要迅速，避免铸件在高温下长时间停留，导致晶粒长大或脱碳。
检验与回火：正火后的球墨铸铁件需要进行严格的质量检验，包括金相组织检查、硬度测试等。如果发现硬度偏高或组织不理想，可进行回火处理，以消除内应力，稳定组织，提高韧性。
球墨铸铁正火加热速度和出炉温度的控制
加热速度控制
缓慢加热：对于形状复杂、壁厚不均匀的球墨铸铁件，应采用相对缓慢的加热速度，如以50-100℃/h的速度升温。这样可减小热应力，避免因热应力过大导致铸件变形甚至开裂。
快速加热：对于形状简单、壁厚均匀的小件，在保证不产生过大热应力的前提下，可适当提高加热速度至100-200℃/h，以提高生产效率。但加热速度也不宜过快，否则可能使铸件内外温差过大，产生新的热应力问题。
出炉温度控制
珠光体基体：若要获得珠光体基体为主的组织，一般出炉温度控制在880-950℃。如QT600-3球墨铸铁，出炉温度在900-930℃为宜，可确保奥氏体化充分且均匀，获得理想的珠光体组织，提高强度和硬度。
贝氏体基体：若想得到贝氏体基体组织，出炉温度通常在840-880℃。此温度下，奥氏体中碳含量相对较高，在随后的冷却过程中更易形成贝氏体组织，使铸件具有良好的综合力学性能，强度和韧性配合较好。
球墨铸铁正火时的降温速度与保温时间
降温速度
空冷：一般的球墨铸铁正火常采用空冷方式，降温速度相对较慢，通常在50℃/min至100℃/min之间。这种方式获得的组织比较均匀，珠光体片层间距适中，能在提高强度的同时保持一定的韧性。
风冷：风冷的降温速度比空冷快，大约在100℃/min至200℃/min之间。可使珠光体组织更加细小弥散，从而提高球墨铸铁的强度和硬度，但韧性可能会略有降低。
喷雾冷却或淬火油冷却：这两种冷却方式的降温速度更快，能达到200℃/min以上。可获得贝氏体或马氏体组织，使球墨铸铁具有更高的强度和硬度，但内应力较大，需要及时回火处理，否则容易产生裂纹。
保温时间
根据壁厚确定：通常保温时间在每25毫米壁厚1小时左右。例如，壁厚为50毫米的铸件，保温时间大约为2小时。
考虑装炉量：当装炉量较大时，应适当延长保温时间，以确保炉内温度均匀，使铸件各部分都能充分奥氏体化。一般每增加一倍装炉量，保温时间可延长30%至50%。
参考材料成分：对于合金元素含量较高的球墨铸铁，保温时间应适当延长。如含有铜、钼等合金元素的球墨铸铁，保温时间可比普通球墨铸铁延长0.5至1小时。
球墨铸铁正火后的硬度控制范围
球墨铸铁正火后的硬度范围通常在HB220至HB350之间，不过实际硬度会受多种因素影响，以下是具体介绍：
化学成分影响
碳含量：碳含量增加，硬度会有所提高。例如碳含量在3.6%至3.9%的球墨铸铁，正火后硬度可能在HB240至HB300之间；而碳含量在3.2%至3.5%的球墨铸铁，硬度可能在HB220至HB260之间。
合金元素：含有合金元素如铜、钼、镍等，会使硬度增加。例如加入0.3%至0.5%的钼，硬度可提高HB20至HB40左右。
工艺参数影响
加热温度：加热温度在900℃至950℃之间时，正火后硬度相对较高，一般在HB260至HB350之间；而加热温度在850℃至900℃时，硬度会稍低，大约在HB220至HB280之间。
冷却速度：采用风冷或喷雾冷却等较快冷却速度，硬度较高，可达到HB280至HB350；空冷时硬度相对较低，一般在HB220至HB300之间。
铸件结构影响
壁厚差异：薄壁铸件冷却速度快，硬度相对较高，可能在HB260至HB350之间；厚壁铸件内部冷却慢，硬度较低，一般在HB220至HB300之间。
形状复杂程度：形状复杂的铸件在正火过程中热应力和组织不均匀性较大，硬度可能在HB240至HB320之间波动。
