球墨鑄鐵相關(guān)淬火熱處理方法技術(shù)綜述

摘 要：本文主要涉及球墨鑄鐵相關(guān)淬火熱處理方法，根據(jù)具體工藝方法劃分，主要有普通淬火、亞溫淬火、等溫淬火、亞溫等溫淬火、雙級等溫淬火、分級等溫淬火工藝；根據(jù)淬火的區(qū)域劃分，主要有：局部淬火、整體淬火。

關(guān)鍵詞：球墨鑄鐵；淬火

中圖分類號：TG164.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）27-0286-01

引 言：

由于球鐵較之其他金屬材料具有很多優(yōu)點(diǎn)，60年來球墨鑄鐵有了飛速發(fā)展，現(xiàn)已成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的材料，并仍保持良好的發(fā)展勢頭。而為了獲得進(jìn)一步改善球墨鑄鐵的力學(xué)性能必需進(jìn)行熱處理，國內(nèi)外針對不同的力學(xué)性能要求，研究出各種熱處理方法以獲得各種優(yōu)良性能的球鐵產(chǎn)品，其中淬火工藝為球墨鑄鐵的主流熱處理工藝，其可以大幅增加球墨鑄鐵的硬度、強(qiáng)度和耐磨性等，而這些性能是大多數(shù)結(jié)構(gòu)件所希望具備的，具有良好的應(yīng)用前景。

球墨鑄鐵相關(guān)淬火熱處理方法由于淬火的工藝參數(shù)、運(yùn)用區(qū)域等不同分為多種形式。

（1）根據(jù)具體工藝方法劃分，主要有普通淬火、亞溫淬火、等溫淬火、亞溫等溫淬火、雙級等溫淬火、分級等溫淬火工藝。

普通淬火工藝，一般是指工件加熱至奧氏體化溫度經(jīng)過奧氏體化等溫轉(zhuǎn)變之后快速冷卻至馬氏體組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域以獲得馬氏體組織的工藝。以文獻(xiàn)（JPS56114570A）為代表，具體公開了一種球墨鑄鐵淬火工藝，其中經(jīng)過冶煉和澆鑄獲得球墨鑄鐵產(chǎn)品后，球墨鑄鐵被加熱至900～930℃，保溫0.5～6h，然后以10～200℃/s的速度冷卻淬火[1]。

亞溫淬火是指工件加熱至奧氏體和鐵素體雙相區(qū)溫度，之后快速冷卻至馬氏體組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域以獲得組織主要為馬氏體和鐵素體的工藝。以文獻(xiàn)（JPS5613421A）為代表，具體公開了一種球墨鑄鐵亞溫淬火工藝，其中鑄造之后球墨鑄鐵被加熱至750～830℃，以形成鐵素體+奧氏體+球墨的混合結(jié)構(gòu)，然后對鑄鐵進(jìn)行冷卻淬火以使得奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，獲得了馬氏體和鐵素體的二相混合組織[2]。

等溫淬火是指工件加熱至奧氏體化溫度經(jīng)過奧氏體化等溫轉(zhuǎn)變之后快速冷卻至一定組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變后再冷卻至室溫以獲得所需組織的工藝。以文獻(xiàn)（RU2196835C2）為代表，具體公開了一種球墨鑄鐵等溫淬火工藝，其中公開了根據(jù)所需組織選擇不同的等溫溫度，鐵素體組織為750～850℃，珠光體組織為650～740℃，索氏體組織為550～640℃，屈氏體組織為450～540℃，上貝氏體為350～440℃，下貝氏體組織為290～340℃。其中由于貝氏體具有良好的綜合性能，貝氏體等溫淬火成為主要的等溫淬火方式[3]。

亞溫等溫淬火是指工件加熱至奧氏體和鐵素體雙相區(qū)溫度，之后快速冷卻至一定組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變后再冷卻至室溫以獲得所需組織的工藝。以文獻(xiàn)（JPS59104425A）為代表，具體公開了一種球墨鑄鐵亞溫等溫淬火工藝，其中球墨鑄鐵加熱至A1以上至850以下的溫度，然后保溫15～90min，快速冷卻至450～250℃之間，保溫0.5h以上，以獲得鐵素體和貝氏體的組織[4]。

雙級等溫淬火是指工件加熱至奧氏體化溫度經(jīng)過奧氏體化等溫轉(zhuǎn)變之后快速預(yù)冷至較低溫度的組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域經(jīng)過短暫的等溫再升溫至較高溫度的組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變后再冷卻至室溫以獲得所需組織的工藝。溫度選取不同獲得的組織也會不同，以文獻(xiàn)（JPH05112817A）為代表，具體公開了：工件經(jīng)過奧氏體化之后先預(yù)冷至225～300℃之后再升溫等溫，獲得了上下貝氏體的混合組織[5]；以文獻(xiàn)（JPS58185745A）為代表，具體公開了：工件經(jīng)過奧氏體化之后先急冷至170～210℃然后再220～420℃下等溫，獲得了馬氏體+貝氏體的混合組織[6]。采用雙級等溫淬火工藝不僅可以獲得性能優(yōu)良的混合組織，同時大量的減少了殘余奧氏體的產(chǎn)生。

分級等溫淬火是指工件加熱至奧氏體化溫度經(jīng)過奧氏體化等溫轉(zhuǎn)變之后快速冷卻至較高溫度的組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域經(jīng)過短暫的等溫再繼續(xù)冷卻至較低溫度的組織轉(zhuǎn)變溫度區(qū)域進(jìn)行等溫轉(zhuǎn)變后再冷卻至室溫以獲得所需組織的工藝。以文獻(xiàn)（KR100757105B）為代表，具體公開了一種球墨鑄鐵分級等溫淬火工藝，其中將球墨鑄鐵工件加熱至850～950℃，然后分兩個階段進(jìn)行淬火，第一階段將加熱工件淬至430～250℃，第二階段將第一階段淬火工件淬至330～190℃，然后用水清洗工件[7]。

（2）根據(jù)淬火的區(qū)域劃分，主要有：局部淬火、整體淬火。

為了適應(yīng)工件不同部位性能的需要，以及處于成本的考慮，局部淬火方法被應(yīng)用于處理球墨鑄鐵工件的局部區(qū)域，文獻(xiàn)（JPS5871328A）具體公開了一種球墨鑄鐵表面淬火工藝，其中球墨鑄鐵的齒輪工件采用高頻感應(yīng)加熱在大約8s間進(jìn)行奧氏體化，然后進(jìn)入230℃鹽浴進(jìn)行等溫淬火，等溫2h，從而獲得表面硬化的球墨鑄鐵齒輪工件[8]；文獻(xiàn)（CN1038318A）具體公開了一種球墨鑄鐵局部淬火工藝，其中，將按常規(guī)正火加熱到860～920℃的球墨鑄鐵件放在控冷裝置上定位，將可以控制冷卻速度的噴水器對準(zhǔn)需要表面淬火的部位噴水冷卻，獲得強(qiáng)韌的馬氏體-貝氏體淬硬層，而不要求表面淬火的部位可實(shí)現(xiàn)細(xì)化珠光體的正火[9]。

結(jié) 論：

目前已有多種不同的淬火方式，可獲得不同的組織以及性能，未來可進(jìn)一步考慮將不同的淬火方式與其他的熱處理方式（回火、退火、正火等）進(jìn)行結(jié)合，研究出性能更優(yōu)的球墨鑄鐵產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]（JPS56114570A）.

[2]（JPS5613421A）.

[3]（RU2196835C2）.

[4]（JPS59104425A）.

[5]（JPH05112817A0）.

[6]（JPS58185745A）.

[7]（KR100757105B）.

[8]（JPS5871328A）.

[9]（CN1038318A）.

收稿日期：2018-8-13