鑄鐵熱處理淬火與回火
鑄鐵熱處理淬火與回火:所謂淬火是將材料自沃斯田鐵區(qū)域之溫度非常快的速率將溫度降低以防止波來鐵或肥粒鐵的形成,自沃斯田鐵區(qū)冷卻到Ms溫度由於時間太短碳元素不會發(fā)生擴(kuò)散,基地直接變態(tài)為麻田散鐵,此組織非常堅(jiān)硬但也相當(dāng)脆,可以回火方式令其變軟,以提高韌性,因此經(jīng)過不同溫度回后,可以獲得不同硬度、強(qiáng)度及韌性的組合。而有所謂的恆溫脆火或熱溶淬火,即在鹽浴和金屬浴內(nèi)進(jìn)行淬火,造成中間相或變韌鐵的組織,在鑄鐵中常進(jìn)行淬火和回火處理的是球狀石墨鑄鐵,對灰鑄鐵而言,較無特殊意義,最多在要提高灰鑄鐵的磨耗強(qiáng)度時才會考慮進(jìn)行淬火處理,事實(shí)上此結(jié)果可藉表面處理達(dá)成。對球狀石墨鑄鐵而言,經(jīng)過淬火回火的處理后,可以獲得與鑄造或正常化處理相同的強(qiáng)度,但具有更高的降伏強(qiáng)度,結(jié)果獲得較大延性,特別是的得到較高韌性,因?yàn)榻?jīng)電爐淬火、回火后,基地上含有較高碳,同時在這種情況下要比含有波來鐵組織時容易進(jìn)行表面硬化處理。
若在空氣中冷卻,非金性及低合金性鑄鐵之硬化能力不夠高,因此必須在某些液體中進(jìn)行淬火,為了避免淬火時發(fā)生熱裂,使用的淬火液最好是油或某種懸浮液而應(yīng)避免使用水,淬火時鑄件內(nèi)部會形成溫度梯度,同時由於時間的差異,隨著麻田散鐵的形成所引起的體積變化率亦不相同,同時鑄件內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力隨之增加,很容易形成熱裂或者在鑄件內(nèi)形成很高的內(nèi)應(yīng)力,在這種情形下,應(yīng)將油浴的溫度提高至50~100℃之間,藉此可以避免應(yīng)力的形成,對於肉厚差甚大的鑄件而言,特別要小心地將肉厚的部分,首先伸向淬火液,如此可減少肉薄部分所受的熱應(yīng)力,同時油液內(nèi)的油,必須加以攪拌,或令其流動,或?qū)㈣T件在淬火液內(nèi)不停的晃動。
鑄鐵的淬火溫度應(yīng)在820~920℃之間,一般工廠最常使用的溫度是在850~900℃之間。當(dāng)淬火溫度太低時,會造成含碳量較低之沃斯田鐵,經(jīng)過淬火后較軟,同時所形成麻田散鐵的強(qiáng)度亦較低,相反如果淬火溫度太高,沃斯田鐵內(nèi)含碳量過高,淬火時發(fā)生熱裂的危險性增高,形成殘留沃斯田鐵的機(jī)會亦變大。
淬火后之鑄鐵實(shí)際上脆性甚高,同時含過高之內(nèi)應(yīng)力,為了改進(jìn)其延性及韌性必須在經(jīng)過回火爐回火處理,其處理程序與鋼相似,加熱速率應(yīng)低於100 K/小時,回火溫地應(yīng)在450~600℃之間,回火時間大約是4小時,回火時間太長或溫度過高,會是強(qiáng)度及硬度下降很多,但可提高延性,在較低之溫度經(jīng)較長的時間進(jìn)行回火,可造成相當(dāng)均勻之回火效果,同時整個鑄件之特性分布亦甚均勻,為了防止內(nèi)應(yīng)力的再發(fā)生,尤其對於復(fù)雜的鑄件,回火后應(yīng)緩慢冷卻至200℃以下。
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