高温奥氏体化正火工艺及影响因素

1.高温完全奥氏体化正火

球墨铸铁高温完全奥氏体化正火是将铸件加热到Ac₁上限+30～50℃，使基体全部转变为奥氏体并使奥氏体均匀化，冷却后获得珠光体（或索氏体）基体加少量牛眼状铁素体，从而改善可加工性，提高强度、硬度、耐磨性，或去除自由渗碳体。

高温完全奥氏体化正火工艺曲线见图15-30，正火温度一般为900～940℃，温度过高会引起奥氏体晶粒长大，溶入奥氏体中的碳量过多，冷却时易于在晶界析出网状二次渗碳体。当为了消除铸态组织中过量的自由渗碳体或复合磷共晶，而必须提高正火温度时，这时为了避免形成二次网状渗碳体，可采用图15-31所示的阶段正火工艺。图15-32是正火温度对珠光体量、硬度和力学性能的影响。

图15-30 高温完全奥氏体化正火工艺曲线

图15-31 阶段正火工艺曲线

冷却方式对珠光体量的影响示于表15-19。采用风冷或喷冷，加快冷却速度，可显著提高基体组织珠光体量。

表15-19 球墨铸铁正火冷却方式与珠光体量

注：铸件成分（质量分数，%）：C3.7～4.2、Si2.4～2.5、Mn0.5～0.8、P<0.1、S<0.05。

图15-32 正火温度对球墨铸铁珠光体量和力学性能的影响（铸态试样25mm×25mm×（120～150）mm，保温30min，风冷）

a）C0.53、Si2.92、Mn0.8、S0.013、P0.072、Mg0.04、RE0.029 b）C0.53、Si2.05、Mn0.75、S0.023、P0.059、Mg0.047、RE0.034（成分后数值均为质量百分数）

球墨铸铁件正火后必须进行回火处理以改善韧性和消除内应力，回火工艺为550～650℃，保温2～4h，回火温度对硬度的影响示于图15-33。

图15-33 正火后的回火温度对球墨铸铁硬度的影响(www.xing528.com)

2.中温部分奥氏体化正火

球墨铸铁中温部分奥氏体正火是将铸件在共析临界转变温度内（Ac₁下限+30～50℃）加热，基体中仅有部分组织转变为奥氏体，剩下的铁素体正火后以碎块状或条块状分散分布。中温部分奥氏体化正火的球墨铸铁具有较高的综合力学性能，特别是塑性和韧性。

中温部分奥氏体化正火工艺曲线见图15-34，正火温度一般为800～860℃，当球墨铸铁中存在过量的自由渗碳体或成分偏析较严重时，可采用图15-35所示的阶段部分奥氏体化正火工艺。正火温度和正火时间与珠光体量之间的关系示于图15-36和图15-37。

图15-34 中温部分奥氏体化正火工艺曲线

图15-35 阶段部分奥氏体化正火工艺曲线

图15-36 正火温度与珠光体量的关系

1—w（Si）2.42% 2—w（Si）2.82% 3—w（Si）3.27%

3.正火应用实例

球墨铸铁正火工艺应用实例列于表15-20和表15-21。

图15-37 保温时间与珠光体量的关系

1—w（Si）2.42% 2—w（Si）3.27%