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文檔簡介

熱處理對(duì)鑄鐵組織的影響分析【摘要】本文對(duì)鑄鐵的熱處理的一般工藝進(jìn)行了闡述,分析了鑄鐵熱處理的獨(dú)特特點(diǎn),此外,本文還重點(diǎn)介紹了不同鑄鐵的不同熱處理工藝及其原因,并對(duì)分級(jí)淬火熱處理方式做了講述,以期提高相關(guān)人員對(duì)鑄鐵熱處理的認(rèn)知?!娟P(guān)鍵詞】鑄鐵組織熱處理分級(jí)保溫鑄鐵是一種碳含量大于2.11%的鐵碳合金,作為一種在工業(yè)上使用最為廣泛的基礎(chǔ)材料,其在現(xiàn)代制造中已經(jīng)被廣泛的使用在汽車、齒輪以及相關(guān)重型機(jī)械于裝備當(dāng)中。鑄鐵材料中的碳含量較高,一般占有2%-4%,除此之外,鑄鐵中還含有硅、錳、磷等多種化學(xué)雜質(zhì),與鋼相比,由于其含有分散布局的石墨存在,因此機(jī)械性能略差,但同時(shí)具有較強(qiáng)的鑄造性能、減磨性能和加工性能。鑄鐵按照金相組織可以分成許多種類,例如白口鑄鐵、灰鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等。一、鑄鐵的常見熱處理工藝通過對(duì)鋼進(jìn)行不同的熱處理,鋼結(jié)構(gòu)的機(jī)械性能可以得到不同程度的改善,鑄鐵的熱處理過程與鋼類似,可以仿照鋼的熱處理工藝進(jìn)行處理,但是由于鑄鐵組織中存在較多含有石墨成分的基體,因此,對(duì)鑄鐵進(jìn)行的熱處理有著與鋼不同的特點(diǎn),在鑄鐵熱處理的具體的工藝參數(shù)方面需要有針對(duì)性的工藝設(shè)計(jì),從而最終達(dá)到消除材料內(nèi)部應(yīng)力、提高材料性能的目的。通常,鑄鐵是一種Fe-C-Si為主的鐵基合金,其最大特點(diǎn)是含有石墨(白口鑄鐵除外)。通過在一個(gè)范圍較大的溫度區(qū)間(共析溫度)進(jìn)行共析轉(zhuǎn)變,鑄鐵能夠達(dá)到鐵素體、奧氏體和石墨的三者平衡與穩(wěn)定。此外,在共析溫度區(qū)間內(nèi)的不同溫度下,鐵素體和奧氏體的具體含量都不盡相同,因此,通過改變熱處理的加熱溫度和保溫時(shí)間,能夠產(chǎn)生不同比例的鐵素體和珠光體,從而使鑄鐵材料獲得不同的機(jī)械性能。由此可見,石墨的特性將會(huì)對(duì)鑄鐵的熱處理影響較大,事實(shí)也表明,鑄鐵熱處理工藝與基體中的石墨形態(tài)密切相關(guān),例如球墨鑄鐵由于含有最大機(jī)體強(qiáng)度的球狀石墨,因而能夠使用更多的熱處理工藝,而灰鑄鐵則通常進(jìn)行退火、正火和表面熱處理。1.退火退火能夠消除冷卻過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力和組織應(yīng)理當(dāng)中了,這種工藝是利用了等溫淬火的方式將鑄鐵潛力充分發(fā)揮出來,從而使鑄件獲得超高強(qiáng)度的同時(shí)仍然具有良好的塑性和韌性,常用在齒輪和軸承的加工當(dāng)中。分級(jí)淬火工藝要求對(duì)鑄鐵進(jìn)行一次淬火保溫后再增加一回淬火保溫,即對(duì)鑄鐵先進(jìn)行一次較高溫度的淬火處理(稱為一級(jí)處理),冷卻后再對(duì)該鑄鐵進(jìn)行二次較低溫度的淬火處理(稱為二級(jí)處理),經(jīng)過分級(jí)淬火工藝處理后,鑄鐵的組織由馬氏體基體、共晶碳化物和少量殘留奧氏體及基體中析出的二次碳化物組成,并且大部分奧氏體都轉(zhuǎn)變成了馬氏體組織。由此可見,由于分級(jí)處理中采用了較高的一級(jí)處理溫度,從而能夠很好地對(duì)鑄態(tài)組織缺陷進(jìn)行消除,有效減少在較低溫度下,鑄鐵經(jīng)過二級(jí)處理后發(fā)生馬氏體依附于組織內(nèi)缺陷處形核的概率,并最終避免形成粗大的馬氏體晶粒,此外,鑄鐵在經(jīng)過較高溫度的一級(jí)處理后,樣本中作為原子擴(kuò)散通道的空位、位錯(cuò)、微裂紋等缺陷減少,因此導(dǎo)致在進(jìn)行二次等溫處理的樣本原子必須克服較高的擴(kuò)散勢壘,最終抑制了二次碳化物長大,從而形成了二次碳化物顆粒隨著一級(jí)處理溫度的提高而減小的結(jié)果,因此,分級(jí)保溫?zé)崽幚砟軌蛟鰪?qiáng)鑄鐵的硬度和耐磨度。三、結(jié)束語鑄鐵是現(xiàn)代制造業(yè)中的一種重要金屬材料,其實(shí)質(zhì)是由各種不同的石墨分布在鋼的基體上所形成的混合組織,熱處理的過程中,通過高溫可以一方面將石墨溶于奧氏體,但另一方面由導(dǎo)致滲碳體析出石墨,因此,熱處理應(yīng)該合理的處理好加熱工藝參數(shù)。此外,鑄鐵的種類很多,在具體的熱處理工藝選擇時(shí),應(yīng)當(dāng)結(jié)合鑄鐵的類型、應(yīng)用場合和特殊性能要求。參考文獻(xiàn):[1]王均,曾明,楊宏山等.不同熱處理對(duì)一種高鉻鑄鐵組織的影響[J].材料熱處理學(xué)報(bào),2005,26(6):75-79[2]艾云龍,陳衛(wèi)華,丁家園.低碳高鉻白口

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