热处理对厚大断面球墨铸铁力学性能的影响

厚大断面球墨铸铁一般都要进行热处理。对于要求是铁素体基体来说，要采用两段热处理。首先进行奥氏体化退火，并随后缓慢通过共析转变临界温度范围，并在稍低于临界温度处保温，这样可提高断后伸长率。经长时间的在奥氏体化温度保温，可在一定程度上减少在共晶团边界上的偏析程度，但要使偏析物完全溶解则是不可能的。同样，对于珠光体基体的厚大断面球墨铸铁来说，采取正火热处理也不能完全消除偏析物，虽然经正火热处理总能使屈服强度和抗拉强度提高，尤其重要的是塑性的改善。这种通过热处理提高厚大断面球墨铸铁力学性能的原因是由于晶粒度细化的结果。

表10-6列举了采用Cu、Ni、Mo合金化的厚大断面球墨铸铁的化学成分。用这样成分的球墨铸铁，进行了正火热处理的试验研究。结果表明，全部试样中，90%以上石墨呈圆整球形，平均球径为40～50μm。采用正火工艺为850℃保温4h，炉冷至780℃空冷，基体呈很细的珠光体。

表10-6　铜镍钼合金化厚大断面球墨铸铁的成分

采取铜、镍、钼合金化经这种正火热处理后，在断面为25～150mm，抗拉强度和伸长率均能达到QT800-2性能要求，虽然在壁厚尺寸超过100mm时，抗拉强度有小幅下降，并且断后伸长率随合金元素的加入总是要下降。(https://www.xing528.com)

正火状态，在壁厚为25～150mm的球墨铸铁试块上，硬度为280～320HBS。对于壁厚为150mm的试块，增加锰和钼含量，均使硬度增加。

在壁厚尺寸为100mm以下时，V形缺口的冲击韧度均在20J/cm2 以上，但在150mm壁厚上，有个别的冲击韧度小于20J/cm2。正火状态的冲击韧度对于从25～150mm所有壁厚的试块，均保持常值，其平均值几乎是铸态的2倍。

对于壁厚为25～150mm各种断面来说，表10-6中各种成分的弯曲疲劳强度几乎是一致的（在255～294MPa之间），但是，对于壁厚为150mm来说，弯曲疲劳强度下降了几乎20%。由此表明，正火对厚大断面球墨铸铁的弯曲疲劳强度影响较小。

对于厚大断面球墨铸铁，经正火、退火与铸态相比，不同壁厚的力学性能如图10-4所示。