可锻铸铁热处理的分析介绍

可锻铸铁热处理

1 范围

本标准规定了可锻铸铁热处理时对原材料、设备、工艺及品质检测等要求。

本标准适用于黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁和白心可锻铸铁的热处理。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 228 金属材料 室温拉伸试验（GB/T 228—2002，eqv ISO 6892：1998）

GB/T 231.1 金属布氏硬度试验 第1部分：试验方法[GB/T 231.1—2002，eqv ISO 6506-1：1999（E）]

GB/T 5611 铸造术语

GB/T 5612 铸铁牌号表示方法

GB/T 7232 金属热处理工艺术语（GB/T 7232—1999，neq DIN EN 10052：1994，JIS B 6905：1995）

GB/T 9440 可锻铸铁件（GB/T 9440—1988，neq ISO 5922：1981）

GB/T 9452 热处理炉有效加热区测定方法

JB/T 2122 铁素体可锻铸铁 金相

3 术语和定义

GB/T 5611和GB/T 7232确定的术语和定义适用于本标准。

4 可锻铸铁的牌号及力学性能

4.1 可锻铸铁牌号的表示方法应符合GB/T 5612的规定。

4.2 黑心可锻铸铁和珠光体锻铸铁的牌号及力学性能应符合GB/T 228的规定（见表1）。

表1 黑心可锻铸铁和珠光体锻铸铁的牌号及力学性能

① 牌号B系列为过渡牌号。

② 牌号KTH300-06适用于气密性零件。

③ 试样直径12适用于主要壁厚小于10mm的铸件。

4.3 白心可锻铸铁的牌号及力学性能应符合表2的规定。

表2 白心可锻铸铁的牌号及力学性能

① 牌号B系列为过渡牌号。

② 牌号KTH300-06适用于气密性零件。

③ 试样直径12适用于主要壁厚小于10mm的铸件。

4.3 白心可锻铸铁的牌号及力学性能应符合表2的规定。

表2 白心可锻铸铁的牌号及力学性能

注：白心可锻铸铁试样直径，应尽可能与铸件的主要壁厚相近。

5 热处理设备

5.1 退火炉

5.1.1 炉子有效加热区应按GB/T 9452测定，有效加热区内温度偏差值不大于±20℃。

5.1.2 加热炉内温度可调节，连续式炉应能调节输送速度。

5.1.3 燃料炉的火焰不能垂直喷射到退火箱或铸件上。

5.1.4 退火炉应设有光学高温计和热电偶的测温孔及试片限样孔，取样孔应设在抽取方便的位置。

5.1.5 退火炉应设有调节冷却速度的装置。

5.1.6 珠光体可锻铸铁退火时一般采用台车炉、罩式炉或连续炉。

5.2 温度测定和记录仪表

5.2.1 必须能满足各种退火工艺及炉膛不同位置的温度测定要求。

5.2.2 周期式退火炉应具备记录温度的装置；连续式退火炉的每个加热区都应具备这种装置。

5.2.3 测温用的热电偶及温度记录仪表必须定期校正。

5.3 鼓风和喷雾装置

5.3.1 鼓风装置的风量应能满足冷的要求。

5.3.2 喷雾装置的雾化程度应能满足冷却的要求。

5.4 退火箱

退火箱一般用白口铸铁、高铬铸钢或耐热钢板制造。

6 热处理

6.1 准备工作

6.1.1 原材料白口铸件的化学成分、形状、尺寸、质量、浇注情况及金相组织必须符合技术要求。不允许含游离石墨。

6.1.2 根据质量要求、装炉量及铸件的原始情况，制订相应的热处理工艺。

6.1.3 检查或清理所用的一切设备。

6.1.4 可锻铸铁退火时，一般需要装箱：

a）装箱时根据铸件形状、大小、质量等情况，按一定的要求进行，铸件之间要留有一定的间隙。

b）白心可锻铸铁的退火箱中要放置脱碳剂。使用固体脱碳剂时，箱盖与箱体之间用耐火泥密封。如采用脱碳气氛作加热介质时，则不必使用箱盖。

c）珠光体可锻铸铁退火箱不必密封。

d）每一炉次中根据需要放置一定数量的试样及炉前抽检试片。

6.1.5 装炉要求：

a）装有铸件的退火箱在炉内前后左右之间要有空隙、上下之间要有隔板，与炉顶及炉墙之间要有一定的距离。

b）炉前检验的试片和装有试样的退火箱，应放在炉内有代表性的位置。

c）采用周期式退火炉时，炉门应密封。

6.2 热处理工艺

6.2.1 升温时应采用合适的升温速度，可采取1～2次分段升温方式。

6.2.2 根据工艺及炉前试片决定保温时间：

a）黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁第一阶段石墨化的温度为850～960℃；白心可锻铸铁为930～1050℃。

b）第一阶段退火的保温时间，按退火工艺规定及炉前试片的断口色泽和形貌或金相组织石墨化程度而决定。

c）黑心可锻铸铁第二阶段石墨化退火从760℃缓冷到650℃。按工艺规定及炉前试片的断口色泽或金相组织，决定是否要延长保温时间。

6.2.3 根据生产可锻铸铁的种类决定冷却方式：

a）黑心可锻铸铁第一阶段结束后，要求迅速将炉温降至共析温度附近，然后随炉冷却，实施第二阶段石墨化退火。第二阶段结束后退火箱拉出炉外，并用鼓风或喷雾冷至400℃以下。

b）珠光体可锻铸铁第一阶段结束后，工件即可出炉冷却。

c）白心可锻铸铁第一阶段结束后，随炉冷却到650℃左右，然后出炉空冷。

6.3 热处理情况记录

应记录热处理过程中的必要事项，并保存备查。

7 珠光体可锻铸铁的进一步处理

根据性能要求，珠光体可锻铸铁还可以进行等温淬火、回火、感应淬火、火焰淬火等热处理。

8 品质检验

8.1 外观

用目测方法对铸件逐个检查外观，不允许有氧化皮剥落。

8.2 畸变

铸件的几何形状和尺寸均应符合技术要求，在热处理过程中产生的畸变可通过矫正的方法消除。矫正通常在室温下进行，特殊情况可采用热矫正。

8.3 力学性能

8.3.1 可锻铸铁的力学性能以试样的抗拉强度和伸长率作为验收依据，试样的力学性能应能符合表1和表2的规定。(www.xing528.com)

8.3.2 对屈服强度和硬度有要求时，经供需双方协议应符合表1和表2的规定。

8.3.3 对其他性能（抗压、弯曲、扭转、冲击、弹性模量等）有要求时，应在订货时达成协议。

8.3.4 拉力拉伸试样及拉伸试验方法必须符合GB/T 9440的规定，试样的成分、铸造方法、厚度等均应能代表实际的铸件，并在相同的条件下进行。

8.3.5 硬度试验按GB/T 231.1进行，在试样或铸件所确定的位置测定硬度时，需除去表面1～2mm后进行。

8.4 金相检验

a）黑心可锻铸铁按JB/T 2122进行。其正常组织为铁素体+团絮状石墨。

b）珠光体可锻铸铁的正常组织为片状珠光体+团絮状石墨。

c）白心可锻铸铁的正常组织应符合GB/T 9440的规定。

8.5 破坏性检验

破坏性检验仅限于需方提出要求时进行，合格与否的判断标准由供需双方在订货时商定。

8.6 检验结果的评定、复检、修约

按GB/T 9440规定进行。

9 其他要求

标志和说明书、表面保护、包装、运输和贮存、验收和拒收等均按GB/T 9440规定进行。

注：白心可锻铸铁试样直径，应尽可能与铸件的主要壁厚相近。

5 热处理设备

5.1 退火炉

5.1.1 炉子有效加热区应按GB/T 9452测定，有效加热区内温度偏差值不大于±20℃。

5.1.2 加热炉内温度可调节，连续式炉应能调节输送速度。

5.1.3 燃料炉的火焰不能垂直喷射到退火箱或铸件上。

5.1.4 退火炉应设有光学高温计和热电偶的测温孔及试片限样孔，取样孔应设在抽取方便的位置。

5.1.5 退火炉应设有调节冷却速度的装置。

5.1.6 珠光体可锻铸铁退火时一般采用台车炉、罩式炉或连续炉。

5.2 温度测定和记录仪表

5.2.1 必须能满足各种退火工艺及炉膛不同位置的温度测定要求。

5.2.2 周期式退火炉应具备记录温度的装置；连续式退火炉的每个加热区都应具备这种装置。

5.2.3 测温用的热电偶及温度记录仪表必须定期校正。

5.3 鼓风和喷雾装置

5.3.1 鼓风装置的风量应能满足冷的要求。

5.3.2 喷雾装置的雾化程度应能满足冷却的要求。

5.4 退火箱

退火箱一般用白口铸铁、高铬铸钢或耐热钢板制造。

6 热处理

6.1 准备工作

6.1.1 原材料白口铸件的化学成分、形状、尺寸、质量、浇注情况及金相组织必须符合技术要求。不允许含游离石墨。

6.1.2 根据质量要求、装炉量及铸件的原始情况，制订相应的热处理工艺。

6.1.3 检查或清理所用的一切设备。

6.1.4 可锻铸铁退火时，一般需要装箱：

a）装箱时根据铸件形状、大小、质量等情况，按一定的要求进行，铸件之间要留有一定的间隙。

b）白心可锻铸铁的退火箱中要放置脱碳剂。使用固体脱碳剂时，箱盖与箱体之间用耐火泥密封。如采用脱碳气氛作加热介质时，则不必使用箱盖。

c）珠光体可锻铸铁退火箱不必密封。

d）每一炉次中根据需要放置一定数量的试样及炉前抽检试片。

6.1.5 装炉要求：

a）装有铸件的退火箱在炉内前后左右之间要有空隙、上下之间要有隔板，与炉顶及炉墙之间要有一定的距离。

b）炉前检验的试片和装有试样的退火箱，应放在炉内有代表性的位置。

c）采用周期式退火炉时，炉门应密封。

6.2 热处理工艺

6.2.1 升温时应采用合适的升温速度，可采取1～2次分段升温方式。

6.2.2 根据工艺及炉前试片决定保温时间：

a）黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁第一阶段石墨化的温度为850～960℃；白心可锻铸铁为930～1050℃。

b）第一阶段退火的保温时间，按退火工艺规定及炉前试片的断口色泽和形貌或金相组织石墨化程度而决定。

c）黑心可锻铸铁第二阶段石墨化退火从760℃缓冷到650℃。按工艺规定及炉前试片的断口色泽或金相组织，决定是否要延长保温时间。

6.2.3 根据生产可锻铸铁的种类决定冷却方式：

a）黑心可锻铸铁第一阶段结束后，要求迅速将炉温降至共析温度附近，然后随炉冷却，实施第二阶段石墨化退火。第二阶段结束后退火箱拉出炉外，并用鼓风或喷雾冷至400℃以下。

b）珠光体可锻铸铁第一阶段结束后，工件即可出炉冷却。

c）白心可锻铸铁第一阶段结束后，随炉冷却到650℃左右，然后出炉空冷。

6.3 热处理情况记录

应记录热处理过程中的必要事项，并保存备查。

7 珠光体可锻铸铁的进一步处理

根据性能要求，珠光体可锻铸铁还可以进行等温淬火、回火、感应淬火、火焰淬火等热处理。

8 品质检验

8.1 外观

用目测方法对铸件逐个检查外观，不允许有氧化皮剥落。

8.2 畸变

铸件的几何形状和尺寸均应符合技术要求，在热处理过程中产生的畸变可通过矫正的方法消除。矫正通常在室温下进行，特殊情况可采用热矫正。

8.3 力学性能

8.3.1 可锻铸铁的力学性能以试样的抗拉强度和伸长率作为验收依据，试样的力学性能应能符合表1和表2的规定。

8.3.2 对屈服强度和硬度有要求时，经供需双方协议应符合表1和表2的规定。

8.3.3 对其他性能（抗压、弯曲、扭转、冲击、弹性模量等）有要求时，应在订货时达成协议。

8.3.4 拉力拉伸试样及拉伸试验方法必须符合GB/T 9440的规定，试样的成分、铸造方法、厚度等均应能代表实际的铸件，并在相同的条件下进行。

8.3.5 硬度试验按GB/T 231.1进行，在试样或铸件所确定的位置测定硬度时，需除去表面1～2mm后进行。

8.4 金相检验

a）黑心可锻铸铁按JB/T 2122进行。其正常组织为铁素体+团絮状石墨。

b）珠光体可锻铸铁的正常组织为片状珠光体+团絮状石墨。

c）白心可锻铸铁的正常组织应符合GB/T 9440的规定。

8.5 破坏性检验

破坏性检验仅限于需方提出要求时进行，合格与否的判断标准由供需双方在订货时商定。

8.6 检验结果的评定、复检、修约

按GB/T 9440规定进行。

9 其他要求

标志和说明书、表面保护、包装、运输和贮存、验收和拒收等均按GB/T 9440规定进行。