一、球墨鑄鐵管退火工藝

球墨(mo)(mo)(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)熱(re)處理可(ke)以(yi)像鋼(gang)一樣，凡能(neng)改變(bian)金屬基體的(de)(de)各種熱(re)處理方法，對(dui)球墨(mo)(mo)(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)均有效(xiao)，其加熱(re)冷(leng)卻過程中(zhong)的(de)(de)相變(bian)原理也(ye)與(yu)鋼(gang)相似。一般(ban)可(ke)以(yi)進(jin)行退火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)、正火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)、淬火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)、回火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)、調質等處理。球墨(mo)(mo)(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)的(de)(de)退火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)主(zhu)要包括(kuo)消(xiao)除內應力退火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)、低溫(wen)(wen)(wen)石墨(mo)(mo)(mo)化退火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)和(he)高溫(wen)(wen)(wen)石墨(mo)(mo)(mo)化退火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)。球墨(mo)(mo)(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)退火(huo)(huo)(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)是(shi)根據(ju)不同工(gong)藝和(he)情(qing)況而定的(de)(de)。

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1、消除內應力退火

由于球墨鑄(zhu)鐵的(de)(de)彈(dan)性模量比(bi)灰鑄(zhu)鐵高，所以鑄(zhu)造后(hou)產(chan)生的(de)(de)內應(ying)力(li)(li)要比(bi)灰鑄(zhu)鐵高1～2倍。如果用球墨鑄(zhu)鐵制造形狀復雜的(de)(de)零(ling)件(jian)，產(chan)生的(de)(de)內應(ying)力(li)(li)會(hui)更大。在(zai)加工(gong)和使(shi)用過程中，隨著(zhu)應(ying)力(li)(li)的(de)(de)逐漸(jian)釋(shi)放(fang)，零(ling)件(jian)會(hui)產(chan)生變形，影響零(ling)件(jian)的(de)(de)精度和使(shi)用性能。因此，對于不(bu)再進(jin)行其他熱處理(li)的(de)(de)鑄(zhu)件(jian)，都應(ying)進(jin)行消除內應(ying)力(li)(li)退火。

鐵(tie)素體球(qiu)墨(mo)鑄鐵(tie)的消(xiao)除(chu)應力退(tui)(tui)火(huo)溫(wen)度為600~650℃，珠光(guang)體球(qiu)墨(mo)鑄鐵(tie)的退(tui)(tui)火(huo)溫(wen)度為500~600℃，保(bao)溫(wen)時間為2～8h。保(bao)溫(wen)后(hou)(hou)隨(sui)爐緩冷(leng)(25~30℃/h)到150~200℃出(chu)爐空冷(leng)。退(tui)(tui)火(huo)后(hou)(hou)鑄件(jian)的內應力可除(chu)去90%~95%，消(xiao)除(chu)內應力退(tui)(tui)火(huo)還(huan)可用于正火(huo)后(hou)(hou)的球(qiu)墨(mo)鑄鐵(tie)件(jian)。

2、低溫石墨化退火

當鐵(tie)素(su)(su)體(ti)球墨鑄(zhu)鐵(tie)的鑄(zhu)態組(zu)(zu)織中沒有自由滲碳體(ti)而(er)出現珠光(guang)體(ti)時(shi)，為了獲得(de)完(wan)全的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)球墨鑄(zhu)鐵(tie)，得(de)到單一的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)基體(ti)組(zu)(zu)織，就(jiu)需要(yao)使珠光(guang)體(ti)中的共析滲碳體(ti)分解為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)和(he)石墨，以(yi)(yi)提高(gao)鑄(zhu)件的韌性。對于這種情況(kuang)，可以(yi)(yi)采用(yong)低溫(wen)石墨化退火的方式(shi)。

低(di)溫(wen)(wen)石墨化(hua)退火(huo)的加熱(re)溫(wen)(wen)度為(wei)720~760℃，保溫(wen)(wen)2～8h，爐(lu)(lu)冷至600℃出爐(lu)(lu)空冷。有的采用在720~780℃保溫(wen)(wen)1～3h，爐(lu)(lu)冷至680~700℃等溫(wen)(wen)一定時間（根據具體情(qing)況定），爐(lu)(lu)冷至600℃出爐(lu)(lu)空冷。

3、高溫石墨化退火

高(gao)溫(wen)石墨退火的目(mu)的是消(xiao)除球墨鑄鐵(tie)的白口，改善切(qie)削(xue)加工性(xing)(xing)能，提(ti)高(gao)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)。

在球(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵的生產過程中(zhong)，由于化(hua)學成分控(kong)制不當(dang)，或(huo)鑄(zhu)(zhu)鐵薄厚不均，冷(leng)卻(que)速度不勻，使鑄(zhu)(zhu)態組織(zhi)中(zhong)往往出現一定數(shu)量(liang)的自(zi)由滲碳體(ti)，因(yin)而產生白(bai)口。由于白(bai)口硬度高、脆性(xing)(xing)大(da)，不但使鑄(zhu)(zhu)件的力學性(xing)(xing)能受(shou)到破(po)壞，還給切削加工(gong)帶來了很大(da)困(kun)難。進行高溫石墨(mo)化(hua)退火可以(yi)消除白(bai)口，根據所得基體(ti)組織(zhi)的不同(tong)，冷(leng)卻(que)方法(fa)不同(tong)，高溫石墨(mo)化(hua)退火方法(fa)有(you)以(yi)下兩種(zhong)：

①獲(huo)得珠(zhu)光體球墨鑄(zhu)鐵(tie)。將鑄(zhu)件加熱到900~960℃，保(bao)溫時間為1~4h（完成第一階段石墨化），保(bao)溫后出(chu)爐空冷即可。

②獲得高(gao)韌(ren)性的鐵(tie)(tie)素體球墨鑄鐵(tie)(tie)。將鑄件(jian)加熱到900~960℃，保溫(wen)(wen)時間為(wei)1～4h（完成第一階(jie)段石墨化），在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)保溫(wen)(wen)后爐冷(leng)(leng)到600℃出爐空(kong)冷(leng)(leng)；也可以在(zai)高(gao)溫(wen)(wen)保溫(wen)(wen)后爐冷(leng)(leng)至720~760℃等溫(wen)(wen)2～6h（完成第二階(jie)段石墨化），然后爐冷(leng)(leng)至600℃出爐空(kong)冷(leng)(leng)。

二、球墨鑄鐵退火目的是什么

球(qiu)墨鑄鐵退(tui)火(huo)主要(yao)是(shi)(shi)為了(le)能讓球(qiu)墨鑄鐵管(guan)表現(xian)出良好的物理特性。國(guo)家(jia)標準GB/T13295及國(guo)標標準ISO2531對于球(qiu)墨鑄鐵管(guan)的延伸率(lv)(lv)有(you)(you)一(yi)定的要(yao)求(qiu)，通常要(yao)求(qiu)達(da)到10%。而市場中一(yi)些水冷型球(qiu)墨鑄鐵管(guan)材(cai)質其(qi)(qi)(qi)延伸率(lv)(lv)根本達(da)不(bu)到國(guo)家(jia)標準的要(yao)求(qiu)，僅僅為2%-5%，分析其(qi)(qi)(qi)原因主要(yao)是(shi)(shi)兩(liang)方(fang)面：①一(yi)是(shi)(shi)由于球(qiu)墨鑄鐵材(cai)質球(qiu)化(hua)率(lv)(lv)達(da)不(bu)到要(yao)求(qiu)，導致其(qi)(qi)(qi)結構密度較低，鐵素體(ti)在其(qi)(qi)(qi)材(cai)質中呈(cheng)現(xian)片狀。②其(qi)(qi)(qi)二(er)，由于鑄造過程中液(ye)態鐵冷卻速度很快，在其(qi)(qi)(qi)快速凝固的同時，結構中有(you)(you)15%-25%的共晶(jing)碳(tan)體(ti)產生，其(qi)(qi)(qi)材(cai)質斷(duan)裂處呈(cheng)現(xian)"白(bai)口(kou)化(hua)"。

所以(yi)，為了提高球墨鑄鐵管材(cai)質的延伸(shen)率，通常需要在(zai)高溫(wen)連續(xu)式(shi)退火爐進(jin)行退火，以(yi)消除共晶碳素休(xiu)產生。退火爐的溫(wen)度(du)通常達到1000度(du)以(yi)上(shang)。

不退(tui)火的球墨(mo)鑄鐵(tie)材質通常會(hui)表現為以下物理(li)性能變(bian)化：

球墨鑄鐵管在運(yun)輸(shu)、吊(diao)裝(zhuang)及安裝(zhuang)過(guo)程中，由(you)于外(wai)力(li)原因，撞擊，磕碰，回填石頭擠壓，等(deng)原因，球化率低，未經退(tui)火的球墨鑄(zhu)鐵管會(hui)出現裂(lie)縫，塊狀損壞，這(zhe)是由(you)于球墨鑄(zhu)鐵材質(zhi)延伸(shen)率低造成的，安裝(zhuang)需要(yao)極其(qi)注意安裝(zhuang)環(huan)境。

經過退火處理的球(qiu)墨鑄(zhu)鐵材(cai)質通常會表現出以下物理性能變化：

而經(jing)過高溫退火(huo)處(chu)理(li)過的球墨鑄鐵管則會表現出良好的物理(li)性(xing)能，有(you)較好的延伸率，不(bu)易損(sun)壞(huai)，在外力作用下產(chan)生輕微變形(xing)，不(bu)會導致出現開裂，適(shi)合比(bi)較惡劣的安裝環境。