详细讲讲铸铁螺栓的常规热处理

铸铁螺栓共晶凝固时间长的原因是共晶凝固方式为非共生共长方式。当石墨长大进入共晶阶段后，奥氏体壳已经形成，碳原子由铁液通过固态的奥氏体壳扩散到石墨球上，同时铁原子从石墨-奥氏体界面处扩散出去，这一过程比碳原子在铁液中的扩散速度要慢得多。因此铸铁螺栓的共晶凝固时间较长。铸铁螺栓的导热系数比灰铸件小20%~40%，散热慢，所以铸铁螺栓的凝固时间要比灰铸件长。

下面，来详细讲讲铸铁螺栓的常规热处理：

一、退火处理。若要提升铸铁螺栓的韧性可采用退火处理。铸铁螺栓在铸造过程中比普通灰口铸件的白口倾向大，内应力也大，铸铁螺栓很难得粹的铁素体或珠光体基体。为提升铸铁螺栓的延性或韧性，可将铸铁螺栓重新加热到900~950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。在此过程中基体中的渗碳体会分解出石墨，奥氏体中会析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体则全转换为铁素体，从而提升铸铁螺栓的韧性。若铸态组织由(铁素体+珠光体)为基体+球状石墨组成，那么只需将铸铁螺栓重新加热到700~760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷，就能将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨来提升其韧性。

二、正火处理。若要提升铸铁螺栓强度可采用正火处理。铸铁螺栓正火的目的是将基体组织转换为细珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的铸铁螺栓重新加热到850~900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，从而提升铸铁螺栓的强度。

三、淬火加低温回火处理。若要提升铸铁螺栓的硬度可采用淬火并低温回火的方法。当铸铁螺栓用作轴承等零件时往往需要比较不错的硬度，此时可将铸铁螺栓淬火并低温回火处理。具体工艺是：将铸铁螺栓加热到860~900℃的温度，保温让原基体组织全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250~350℃加热保温回火，原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织，原球状石墨形态不变。处理后的铸铁螺栓具有较不错的硬度和相应韧性，同时还保留了石墨的润滑性能。

四、调质处理。若要提升铸铁螺栓综合力学性能可采用调质处理。当铸铁螺栓用作为轴类件，如柴油机的曲轴、连杆，要求同时韧性好的综合力学性能，此时可对铸铁螺栓进行调质处理。具体工艺是：将铸铁螺栓加热到860~900℃的温度保温让基体组织奥氏体化，再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经500~600℃的高温回火，获得回火索氏体组织(一般尚有少量碎块状的铁素体)，原球状石墨形态不变。处理后强度、韧性匹配良好，适应于轴类件的工作条件。

五、等温淬火处理。若要获得较的铸铁螺栓可采用等温淬火处理。铸铁螺栓等温淬火处理目的在于让铸铁螺栓的基体组织转换为强韧的下贝氏体组织，强度限度可超过1100MPa，冲击韧度αk≥32J。处理工艺是：将铸铁螺栓加热到830~870℃温度保温使基体奥氏体化后，投入280~350℃的熔盐中保温，让奥氏体部分转变为下贝氏体，原球状石墨不变，从而获得比较的铸铁螺栓。

铸铁螺栓呈“糊状”凝固。与灰铸件相比，共晶凝固时间长，共晶团数多，凝固膨胀压力大。铸铁螺栓这些特有的凝固特点是缩松形成的根本原因。铸铁螺栓的成分在共晶点附近，凝固断面上液-固两相区宽，当包围石墨的奥氏体临近接触时，尚未凝固的液态金属被分割成一个个不连续的熔池，失去了补缩通道，呈现出糊状状态。糊状凝固是铸铁螺栓的固有属性。