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水表箱球墨铸铁件的两种退火方法解析

2019-03-14 11:42:45

生产出的水表箱球墨铸铁件都或多或少的存在着比较脆、受冲击能力差的弱点,因此常常需要对球墨铸铁件进行热处理,以达到消除铸件内部由于热胀冷缩造成的应力,减少机械加工后的变形,降低表面硬度,改善机械加工条件;改善其结晶组织,增强球状碳结晶形成和稳定的作用。

一般的热处理工艺包括:消除内应力的低温退火;高温石墨化退火;低温石墨化退火;正火与回火;淬火与回火;等温淬火等。铸件订单网本文主要分析消除内应力的低温退火和高温石墨化退火。

1、球墨铸铁消除内应力的低温退火

球墨铸铁与灰口铸铁比较,容易产生较高的内应力,一般高1-2倍,与白口铸铁的内应力差不多。

消除内应力低温退火的工艺过程是:将铸铁加热到Ac1以下某一温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却使铸铁完全过渡到稳性温度范围,至200-250℃即出炉空冷。

球墨铸铁具有较大的向心倾向性。在生产过程中常常由于化学成分选择不当,球化剂加入量过多或孕育剂量不足而造成铸件中出项大量的奥氏体或自由渗碳体;有时由于球墨铸铁中磷量过高或磷的严重偏析倾向,甚至在含磷量为0.05%时就会出现磷共晶。当自由渗碳体和磷共晶总量超过3%时,就使铸件的机械性能变坏,加工困难。在这种情况下就采用高温石墨化的方法来予以消除。球墨铸铁高温石墨化退火的工艺是:将铸铁件加热至Ac3+(30-50℃),保温一段时间进行头一阶段石墨化,然后根据对球墨铸铁基体要求的不同采用不同的冷却方式。加热温度一般为900-960℃。保温时间一般为1-4小时。

高温石墨化以后的冷却,则是根据对球墨铸铁基体的组织要求而定。如果要求获得高韧

球墨铸铁消除内应力的倾向性与金属基体有关,珠光体球墨铸铁比铁素体基体为小。例如当退火温度为600℃时,对于珠光体+铁素体和铁素体基体的球墨铸铁保温15小时后可完全消除内应力。而对于珠光体基体的球墨铸铁,要完全消除内应力保温时间长达63小时。但都比钢的消除倾向大。

在保温的前2-3小时内消除内应力的效果较为显著。退火温度愈高,则内应力消除的愈快。

目前工厂一般按下述工艺进行:加热速度控制在60-120℃/小时的范围内。避免产生新的内应力。加热温度一般控制在550-650℃之间。对于珠光体基体的球墨铸铁,考虑到当加热温度超过600℃后,可能发生共析渗碳体的石墨化和粒化。所以加热温度适当降低为550-620℃为宜。保温时间为2-8小时。然后随炉缓冷(冷却速度为30-60℃/小时)至200-250℃出炉空冷。采用该工艺退火,可消除铸件中残余应力之90-95%。

2、球墨铸铁的高温石墨化退火

性的铁素体基体,则在高温保温待头一阶段石墨化完成后,随炉冷却到720-760℃保温进行二阶段石墨化,以后再炉冷至600℃出炉空冷;也可以直接从高温缓慢冷却通过共析转变温度范围至600℃时出炉空冷,使奥氏体在缓慢冷却过程中直接分解为铁素体及石墨。这时球墨铸铁组织为铁素体+球状石墨。如果要求基体为珠光体,则高温保温后即出炉进行空冷。这时铸铁组织为索氏体型珠光体+少量片状铁素体〔<10%〕+球状石墨。