一、球墨鑄鐵管退火工藝

球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)鐵的熱(re)處理(li)(li)可以像鋼(gang)一樣，凡能改變金屬基(ji)體(ti)的各種熱(re)處理(li)(li)方法，對球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)鐵均有效，其加熱(re)冷卻過(guo)程中的相變原理(li)(li)也(ye)與(yu)鋼(gang)相似。一般可以進行(xing)退火(huo)、正火(huo)、淬火(huo)、回火(huo)、調質等處理(li)(li)。球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)鐵的退火(huo)主要包括消除內應力(li)退火(huo)、低溫石墨(mo)(mo)化退火(huo)和高溫石墨(mo)(mo)化退火(huo)。球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)鐵退火(huo)溫度是根據不同工藝和情況而(er)定的。

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1、消除內應力退火

由于(yu)球(qiu)墨鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)(de)彈性模量比灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)高，所以(yi)鑄(zhu)(zhu)造(zao)后產生(sheng)的(de)(de)內(nei)(nei)應(ying)力要比灰鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)高1～2倍。如果用(yong)球(qiu)墨鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)制(zhi)造(zao)形狀復雜的(de)(de)零件，產生(sheng)的(de)(de)內(nei)(nei)應(ying)力會更(geng)大。在加工和使用(yong)過(guo)程中，隨著應(ying)力的(de)(de)逐(zhu)漸釋放，零件會產生(sheng)變(bian)形，影響零件的(de)(de)精度和使用(yong)性能。因此(ci)，對(dui)于(yu)不再進行(xing)其他熱處理(li)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)件，都應(ying)進行(xing)消(xiao)除內(nei)(nei)應(ying)力退火。

鐵素體(ti)球墨鑄鐵的(de)消(xiao)除應(ying)力(li)(li)退(tui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度為(wei)(wei)600~650℃，珠光體(ti)球墨鑄鐵的(de)退(tui)火(huo)(huo)溫(wen)(wen)度為(wei)(wei)500~600℃，保(bao)溫(wen)(wen)時間為(wei)(wei)2～8h。保(bao)溫(wen)(wen)后隨爐緩冷(25~30℃/h)到(dao)150~200℃出爐空冷。退(tui)火(huo)(huo)后鑄件(jian)的(de)內應(ying)力(li)(li)可除去(qu)90%~95%，消(xiao)除內應(ying)力(li)(li)退(tui)火(huo)(huo)還可用于正火(huo)(huo)后的(de)球墨鑄鐵件(jian)。

2、低溫石墨化退火

當鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)球墨鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)鑄(zhu)態組織中沒有自由滲碳(tan)體(ti)(ti)而出(chu)現珠光體(ti)(ti)時，為了(le)獲得(de)完全的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)球墨鑄(zhu)鐵(tie)，得(de)到單(dan)一(yi)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)組織，就需要使珠光體(ti)(ti)中的(de)(de)共析滲碳(tan)體(ti)(ti)分解為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)和石(shi)墨，以提高鑄(zhu)件(jian)的(de)(de)韌性。對于這種情況，可以采(cai)用(yong)低溫石(shi)墨化(hua)退火的(de)(de)方式。

低溫(wen)石(shi)墨化(hua)退火(huo)的(de)加熱溫(wen)度為720~760℃，保(bao)溫(wen)2～8h，爐冷至600℃出(chu)爐空冷。有(you)的(de)采(cai)用在720~780℃保(bao)溫(wen)1～3h，爐冷至680~700℃等溫(wen)一定(ding)時(shi)間（根據(ju)具(ju)體情況定(ding)），爐冷至600℃出(chu)爐空冷。

3、高溫石墨化退火

高(gao)(gao)溫石墨(mo)退(tui)火的(de)目的(de)是(shi)消除(chu)球墨(mo)鑄鐵(tie)的(de)白(bai)口，改(gai)善切削加工性能，提高(gao)(gao)塑性和韌性。

在球(qiu)墨(mo)(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)過程(cheng)中，由于(yu)化學成分控(kong)制不(bu)(bu)當，或鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)薄厚不(bu)(bu)均，冷(leng)卻(que)速(su)度(du)不(bu)(bu)勻，使鑄(zhu)(zhu)態(tai)組織(zhi)中往(wang)往(wang)出現一定數量的(de)(de)自由滲碳(tan)體，因(yin)而產(chan)(chan)生(sheng)白(bai)(bai)口。由于(yu)白(bai)(bai)口硬(ying)度(du)高、脆性大(da)，不(bu)(bu)但使鑄(zhu)(zhu)件的(de)(de)力學性能受(shou)到破(po)壞，還給切削加(jia)工(gong)帶來(lai)了很大(da)困難(nan)。進行高溫石(shi)墨(mo)(mo)化退火(huo)可以消(xiao)除(chu)白(bai)(bai)口，根據所得基體組織(zhi)的(de)(de)不(bu)(bu)同，冷(leng)卻(que)方法(fa)不(bu)(bu)同，高溫石(shi)墨(mo)(mo)化退火(huo)方法(fa)有(you)以下兩種：

①獲(huo)得(de)珠光體球墨(mo)鑄鐵。將鑄件(jian)加熱到900~960℃，保溫時(shi)間為1~4h（完成第(di)一階段石墨(mo)化），保溫后出爐空冷即可(ke)。

②獲得高韌性的鐵素(su)體球(qiu)墨(mo)鑄(zhu)鐵。將鑄(zhu)件加熱到(dao)900~960℃，保(bao)溫(wen)(wen)(wen)時(shi)間為1～4h（完成第一(yi)階段石墨(mo)化），在高溫(wen)(wen)(wen)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后爐(lu)(lu)冷到(dao)600℃出爐(lu)(lu)空(kong)冷；也可以在高溫(wen)(wen)(wen)保(bao)溫(wen)(wen)(wen)后爐(lu)(lu)冷至720~760℃等溫(wen)(wen)(wen)2～6h（完成第二階段石墨(mo)化），然后爐(lu)(lu)冷至600℃出爐(lu)(lu)空(kong)冷。

二、球墨鑄鐵退火目的是什么

球(qiu)(qiu)(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵退火主要(yao)(yao)是為了能讓球(qiu)(qiu)(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵管(guan)表現出良好(hao)的(de)(de)物理特性。國(guo)家(jia)標準(zhun)(zhun)GB/T13295及國(guo)標標準(zhun)(zhun)ISO2531對于球(qiu)(qiu)(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵管(guan)的(de)(de)延伸率有(you)一(yi)定的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)，通常(chang)要(yao)(yao)求(qiu)達(da)到(dao)10%。而市場中(zhong)一(yi)些水冷型球(qiu)(qiu)(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵管(guan)材(cai)質(zhi)(zhi)其延伸率根本達(da)不到(dao)國(guo)家(jia)標準(zhun)(zhun)的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)，僅僅為2%-5%，分析其原因主要(yao)(yao)是兩方面：①一(yi)是由于球(qiu)(qiu)(qiu)墨(mo)鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)鐵材(cai)質(zhi)(zhi)球(qiu)(qiu)(qiu)化率達(da)不到(dao)要(yao)(yao)求(qiu)，導致(zhi)其結(jie)構密度(du)較低，鐵素(su)體在(zai)其材(cai)質(zhi)(zhi)中(zhong)呈現片狀(zhuang)。②其二，由于鑄(zhu)(zhu)(zhu)(zhu)造過程中(zhong)液態鐵冷卻速(su)度(du)很快，在(zai)其快速(su)凝(ning)固的(de)(de)同時，結(jie)構中(zhong)有(you)15%-25%的(de)(de)共(gong)晶碳體產(chan)生，其材(cai)質(zhi)(zhi)斷裂處呈現"白口化"。

所以(yi)，為(wei)了提高(gao)球墨鑄(zhu)鐵(tie)管材質的(de)延伸率(lv)，通常(chang)需要在(zai)高(gao)溫(wen)連續式退(tui)火爐進行退(tui)火，以(yi)消除(chu)共(gong)晶碳素(su)休產生(sheng)。退(tui)火爐的(de)溫(wen)度通常(chang)達到1000度以(yi)上(shang)。

不退火(huo)的球墨鑄鐵材質通常會表現為以下物(wu)理(li)性能變化：

球墨鑄鐵管在運輸(shu)、吊(diao)裝(zhuang)(zhuang)及安裝(zhuang)(zhuang)過程中(zhong)，由于(yu)外(wai)力原(yuan)因，撞擊，磕碰(peng)，回填石頭擠壓，等原(yuan)因，球(qiu)化(hua)率(lv)低，未(wei)經退火(huo)的球(qiu)墨鑄(zhu)鐵管(guan)會出現(xian)裂縫，塊狀損(sun)壞，這是由于(yu)球(qiu)墨鑄(zhu)鐵材質(zhi)延(yan)伸率(lv)低造成的，安裝(zhuang)(zhuang)需要極(ji)其注意安裝(zhuang)(zhuang)環境。

經過退火(huo)處(chu)理(li)的球墨鑄(zhu)鐵材質通常(chang)會表現出(chu)以下物理(li)性能變化：

而經過高溫退火處理(li)過的(de)(de)球墨鑄鐵管則會(hui)表現出良好(hao)的(de)(de)物理(li)性能，有較(jiao)(jiao)好(hao)的(de)(de)延伸率，不易損壞(huai)，在外力作(zuo)用下產生輕微變形，不會(hui)導致出現開裂，適合(he)比(bi)較(jiao)(jiao)惡劣的(de)(de)安裝環(huan)境。