一、球墨鑄鐵管退火工藝

球(qiu)墨(mo)鑄鐵的熱處(chu)理可(ke)以像鋼(gang)一樣，凡(fan)能改(gai)變(bian)金(jin)屬基體的各種熱處(chu)理方法，對球(qiu)墨(mo)鑄鐵均有效(xiao)，其加(jia)熱冷卻過程中的相變(bian)原理也與鋼(gang)相似。一般可(ke)以進行(xing)退(tui)火(huo)、正火(huo)、淬火(huo)、回火(huo)、調質等(deng)處(chu)理。球(qiu)墨(mo)鑄鐵的退(tui)火(huo)主要包括(kuo)消除內應力退(tui)火(huo)、低溫(wen)石墨(mo)化(hua)退(tui)火(huo)和高溫(wen)石墨(mo)化(hua)退(tui)火(huo)。球(qiu)墨(mo)鑄鐵退(tui)火(huo)溫(wen)度(du)是根據(ju)不同工藝和情況而定的。

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1、消除內應力退火

由于球墨(mo)鑄(zhu)鐵的(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)模量比(bi)灰(hui)鑄(zhu)鐵高，所以鑄(zhu)造后(hou)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)內應(ying)力(li)要比(bi)灰(hui)鑄(zhu)鐵高1～2倍(bei)。如果用球墨(mo)鑄(zhu)鐵制造形狀復雜的(de)(de)(de)零件(jian)，產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)內應(ying)力(li)會(hui)更大。在加工和使用過程中(zhong)，隨著應(ying)力(li)的(de)(de)(de)逐漸釋放，零件(jian)會(hui)產(chan)生(sheng)變形，影響零件(jian)的(de)(de)(de)精度和使用性(xing)(xing)能(neng)。因(yin)此(ci)，對于不再進行其他(ta)熱處理(li)的(de)(de)(de)鑄(zhu)件(jian)，都應(ying)進行消除內應(ying)力(li)退火。

鐵(tie)(tie)(tie)素體(ti)球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)消除應力退(tui)火溫(wen)(wen)度為600~650℃，珠光(guang)體(ti)球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)的(de)退(tui)火溫(wen)(wen)度為500~600℃，保(bao)溫(wen)(wen)時間(jian)為2～8h。保(bao)溫(wen)(wen)后(hou)隨爐(lu)緩冷(leng)(25~30℃/h)到150~200℃出(chu)爐(lu)空(kong)冷(leng)。退(tui)火后(hou)鑄(zhu)件的(de)內應力可除去(qu)90%~95%，消除內應力退(tui)火還(huan)可用于正火后(hou)的(de)球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)(tie)(tie)件。

2、低溫石墨化退火

當鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)球墨(mo)鑄鐵的(de)(de)鑄態(tai)組(zu)織中(zhong)(zhong)沒有自由滲碳體(ti)(ti)(ti)而出現珠光體(ti)(ti)(ti)時，為了獲得(de)完全(quan)的(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)球墨(mo)鑄鐵，得(de)到單(dan)一的(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)組(zu)織，就需要(yao)使珠光體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)的(de)(de)共析滲碳體(ti)(ti)(ti)分解為鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)和石(shi)墨(mo)，以提高(gao)鑄件的(de)(de)韌性(xing)。對于這(zhe)種情(qing)況，可以采用(yong)低溫石(shi)墨(mo)化退火的(de)(de)方式(shi)。

低溫(wen)石墨化退火的(de)(de)加熱(re)溫(wen)度為720~760℃，保溫(wen)2～8h，爐冷至(zhi)(zhi)600℃出爐空冷。有的(de)(de)采用在720~780℃保溫(wen)1～3h，爐冷至(zhi)(zhi)680~700℃等溫(wen)一定時間(jian)（根據具體情況定），爐冷至(zhi)(zhi)600℃出爐空冷。

3、高溫石墨化退火

高溫石墨退火的目(mu)的是消除球墨鑄鐵(tie)的白(bai)口，改善切(qie)削加(jia)工性能，提(ti)高塑性和韌性。

在球墨鑄(zhu)鐵(tie)的(de)生(sheng)產過程中，由于化(hua)(hua)學(xue)(xue)成分控制不(bu)(bu)當，或鑄(zhu)鐵(tie)薄厚(hou)不(bu)(bu)均，冷卻速度不(bu)(bu)勻，使(shi)鑄(zhu)態組織中往往出現一定(ding)數(shu)量的(de)自(zi)由滲(shen)碳(tan)體(ti)，因而產生(sheng)白(bai)口(kou)。由于白(bai)口(kou)硬度高、脆性大(da)，不(bu)(bu)但(dan)使(shi)鑄(zhu)件的(de)力學(xue)(xue)性能受到破壞，還給切削加工帶來了很大(da)困(kun)難。進行高溫(wen)石墨化(hua)(hua)退(tui)火可以消除白(bai)口(kou)，根(gen)據(ju)所(suo)得(de)基(ji)體(ti)組織的(de)不(bu)(bu)同，冷卻方法不(bu)(bu)同，高溫(wen)石墨化(hua)(hua)退(tui)火方法有以下兩(liang)種：

①獲得珠光(guang)體球墨(mo)鑄鐵。將鑄件加熱(re)到900~960℃，保溫時間為1~4h（完成(cheng)第一階(jie)段石墨(mo)化），保溫后出爐空冷即可。

②獲得高韌性的鐵(tie)素體球墨鑄鐵(tie)。將鑄件加熱到900~960℃，保溫時間為1～4h（完(wan)成(cheng)(cheng)第一(yi)階段石墨化），在高溫保溫后爐(lu)(lu)冷(leng)到600℃出(chu)爐(lu)(lu)空冷(leng)；也可以在高溫保溫后爐(lu)(lu)冷(leng)至(zhi)720~760℃等溫2～6h（完(wan)成(cheng)(cheng)第二階段石墨化），然后爐(lu)(lu)冷(leng)至(zhi)600℃出(chu)爐(lu)(lu)空冷(leng)。

二、球墨鑄鐵退火目的是什么

球(qiu)墨鑄鐵(tie)退火主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)是(shi)(shi)為(wei)了能讓球(qiu)墨鑄鐵(tie)管(guan)(guan)表現出良好的(de)物理(li)特性。國(guo)家(jia)標準(zhun)(zhun)GB/T13295及國(guo)標標準(zhun)(zhun)ISO2531對于球(qiu)墨鑄鐵(tie)管(guan)(guan)的(de)延伸率有一定的(de)要(yao)(yao)(yao)求，通(tong)常要(yao)(yao)(yao)求達(da)到10%。而(er)市場中(zhong)(zhong)一些水冷(leng)型球(qiu)墨鑄鐵(tie)管(guan)(guan)材質其(qi)延伸率根本達(da)不到國(guo)家(jia)標準(zhun)(zhun)的(de)要(yao)(yao)(yao)求，僅僅為(wei)2%-5%，分析(xi)其(qi)原因主(zhu)(zhu)要(yao)(yao)(yao)是(shi)(shi)兩方面：①一是(shi)(shi)由于球(qiu)墨鑄鐵(tie)材質球(qiu)化率達(da)不到要(yao)(yao)(yao)求，導致(zhi)其(qi)結(jie)構密(mi)度較低，鐵(tie)素體(ti)在其(qi)材質中(zhong)(zhong)呈(cheng)現片狀。②其(qi)二，由于鑄造過(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)液態鐵(tie)冷(leng)卻速度很快，在其(qi)快速凝固的(de)同時(shi)，結(jie)構中(zhong)(zhong)有15%-25%的(de)共晶碳體(ti)產生(sheng)，其(qi)材質斷裂處呈(cheng)現"白(bai)口化"。

所以，為了提高球墨(mo)鑄鐵管材質的延伸率，通常(chang)需要在高溫連續式(shi)退(tui)火(huo)爐進行退(tui)火(huo)，以消除共晶碳素休產生。退(tui)火(huo)爐的溫度通常(chang)達到(dao)1000度以上。

不退火的球墨鑄(zhu)鐵材(cai)質通常會(hui)表現為(wei)以下物(wu)理性能變化：

球墨鑄鐵管在運輸(shu)、吊裝及安(an)裝過程中，由于(yu)外力原因，撞擊(ji)，磕(ke)碰(peng)，回填石頭擠壓，等原因，球(qiu)化率(lv)低，未經退火的(de)球(qiu)墨鑄鐵管會出現(xian)裂縫，塊狀損(sun)壞(huai)，這(zhe)是由于(yu)球(qiu)墨鑄鐵材質(zhi)延伸率(lv)低造成(cheng)的(de)，安(an)裝需要極其注意安(an)裝環境。

經(jing)過退(tui)火處理的球(qiu)墨(mo)鑄(zhu)鐵材質通常會(hui)表現出以下物理性能變(bian)化：

而經過高溫退火處理過的球墨鑄鐵管(guan)則會表現出(chu)良好的物理性能，有較好的延伸率，不易(yi)損壞，在外力(li)作用下產生輕(qing)微變形，不會導致出(chu)現開裂，適合比較惡劣的安(an)裝環境。