灰铸铁的热处理-灰铁铸件

灰铸铁的热处理

退火

1.去应力退火为了消除铸件的残余应力，稳定其几何尺寸，减少或消除切削加工后产生的畸变，需要对铸件进行去应力退火。

去应力退火温度的确定，必须考虑铸铁的化学成分。普通灰铸铁当温度起过550℃时，即可能发生部分渗碳体的石墨化和粒化，使强度和硬度降低。当含有合金元素时，渗碳体开始分解的温度可提高到650℃左右。

通常，普通灰铸铁去应力退火温度以550℃为宜，低合金灰铸铁为600℃，高合金灰铸铁是可提高到650℃，加热速度一般选用60～120℃/h.保温时间决定于加热温度、铸件的大小和结构复杂程度以及对消除应力程度的要求。铸件去应力退火的冷却速度必须缓慢，以免产生二次残余内应力，冷却速度一般控制在20～40℃/h，冷却到200～150℃以下，可出炉空冷。

一些灰铸铁件的去应力退火规范示于表1.

2.石墨化退火灰铸铁件进行石墨化退火是为了降低硬度，改善加工性能，提高铸铁的塑性和韧性。

若铸件中不存在共晶渗碳体或其数量不多时，可进行低温石墨化退火；当铸件中共晶渗碳体数量较多时，须进行高温石墨化退火。

（1）低温石墨化退火，铸铁低温退火时会出现共析渗碳体石墨化与粒化，从而使铸件硬度降低，塑性增加。

灰铸铁低温石墨化退火工艺是将铸件加热到稍低于Ac1下限温度，保温一段时间使共析渗碳体分解，然后随炉冷却。

（2）高温石墨化退火，高温石墨化退火工艺是将铸件加热至高于Ac1上限以上的温度，使铸铁中的自由渗碳体分解为奥氏体和石墨，保温一段时间后根据所要求的基体组织按不同的方式进行冷却。

正火

灰铸铁正火的目的是提高铸件的强度、硬度和耐磨性，或作为表面淬火的预备热处理，改善基体组织。一般的正火是将铸件加热到Ac上限+30～50℃，使原始组织转变为奥氏体，保温一段时间后出炉空冷。形状复杂的或较重要的铸件正火处理后需再进行消除内应力的退火。如铸铁原始组织中存在过量的自由渗碳体，则必须先加热到Ac1上限+50～100℃的温度，先进行高温石墨化以消除自由渗碳体在正火温度范围内，温度愈高，硬度也愈高。因此，要求正火后的铸铁具有较高硬度和耐磨性时，可选择加热温度的上限。

正火后冷却速度影响铁素体的析出量，从而对硬度产生影响。冷速愈大，析出的铁素体数量愈少，硬度愈高。因此可采用控制冷却速度的方法）（空冷、风冷、雾冷），达到调整铸铁硬度的目的。

淬火与回火

1.淬火铸铁淬火工艺是将铸件加热到Ac1上限+30～50℃的温度，一般取850～900℃，使组织转变成奥氏体，并在此温度下保温，以增加碳在奥氏体中的溶解度，然后进行淬火，通常采用油淬。

对于形状复杂或大型铸件应缓慢加热，必要时可在500～650℃预热，以避免不均匀加热而造成开裂。

随奥氏体化温度升高，淬火后的硬度越高，但过高的奥氏体化温度，不但增加铸铁变形和开裂的危险，并产生较多的残留奥氏体，使硬度下降。

灰铸铁的淬透性与石墨大小、形状、分布、化学成分以及奥氏体晶粒度有关。

石墨使铸铁的导热性降低，从而使它的淬透性下降，石墨越粗大，越多，这种影响越大。

2.回火 为了避免石墨化，回火温度一般应低于550℃，回火保温时间按t=[铸件厚度（mm ）/25]+1（h ）计算。

3.等温淬火 为了减小淬火变形，提高铸件综合力学性能，凸轮、齿轮、缸套等零件常采用等温淬火。

等温淬火的加热温度和保温时间与常规淬火工艺相同。

复习前课

铸铁的分类（P 89～90）

§4-6工程铸铁

一、 铸铁的石墨化

1．概述

铸铁是碳的质量分数W C ＞2.11%的铁碳合金。它是以Fe 、C 、Si 为主要组成元素，

并比钢含有较高的S 和P 等杂质。碳在铸铁中，主要以石墨的形式存在。

石墨化：铸铁中的碳以石墨的形式析出的过程。

石墨化有两种方式：一种是在冷却

过程中，可以从液体和奥氏体中直接析

出石墨；另一种是在一定条件下由亚稳

定性的Fe 3C 分解出铁素体和稳定的石

墨。

双重相图：实践证明，铸铁在冷却

时，冷速越缓，析出石墨的可能性越大，

用Fe-G 相图说明；冷速赶快，则析出渗

碳体的可能性越大，用Fe-Fe 3C 相图说明。为便于比较和应用，习惯上把这两个相图合画在一起，称之为铁-

碳合金双相图。

图4-11 Fe －G 与Fe －Fe 3C 双重相图

如图4-11所示。其中虚线表示稳定态（Fe-G ）相图，实线表示亚稳定态（Fe -Fe 3C ）相图，虚线与实线重合的线用实线画出。石墨化以哪一种方式进行，主要取决于铸铁的成分与保温冷却条件。

2．石墨化过程

按照Fe-G 相图，铸铁的石墨化过程分为三个阶段：

第一阶段石墨化 ①对于过共晶成分合金而言，铸铁液相冷至C'D'线时，结晶出

的一次石墨；②各成分铸铁，在1154℃（E'C'F'线）通过共晶反应形成的共晶石墨。即

共晶℃G A E 1154+??→?'C L

第二阶段石墨化 在1154～738℃温度范围内，奥氏体沿E'S'线析出二次石墨。

即ⅡG

第三阶段石墨化 在738℃（P'S'K'线）,通过共析转变析出共析石墨。即

共析℃G F A P 738S +??→?'

3．影响石墨化的主要因素

（1）化学成分 按对石墨化的作用，可分为促进石墨化的元素（C 、Si 、Al 、Cu 、Ni 、Co 、P 等）和阻碍石墨化的元素（Cr 、W 、Mo 、V 、Mn 、S 等）两大类。

·C 和Si 是强烈促进石墨化的元素；S 是强烈阻碍石墨化的元素，而且还降低铁

液的流动性和促进高温铸件开裂；

·适量的Mn 既有利于珠光体基体形成，又能消除S 的有害作用；

·P 是一个促进石墨化不太强的元素，能提高铁液的流动性，但当其质量分数超

过奥氏体或铁素铁的溶解度时，会形成硬而脆的磷共晶，使铸铁强度降低，脆性增大。

总之，生产中，C 、Si 、Mn 为调节组织元素，P 是控制使用元素，S 属于限制元

素。

（2）石墨化温度 石墨化过程需要碳、铁原子的扩散，石墨化温度越低，原子

扩散越困难，因而石墨化进程越慢，或停止。尤其是第三阶段石墨化的温度较低，常常石墨化不充分。

（3）冷却速度 一定成分的铸铁，石墨化程度取决于冷却速度。冷速越慢，越利

于碳原子的扩散，促使石墨化进行。冷速越快，析出渗碳体的可能性就越大。这是由于渗碳体的W C（6.69%）比石墨（100%）更接近于合金的W C（2.5%～4.0%）影响冷却的因素主要有浇注温度、铸件壁厚、铸型材料等。当其它条件相同时，提高浇注温度，可使铸型温度升高，冷速减慢；铸件壁厚越大，冷速越慢；铸型材料导热性越差，冷速越慢。

二、铸铁的组织与性能

1．铸铁的组织通常铸铁的组织可以认为是由钢的基体与不同形状、数量、大小及分布的石墨组成的。石墨化程度不同，所得到的铸铁类型和组织也不同。

表4-23铸铁经不同程度石墨化后所得到的组织

2．铸铁的性能铸铁基体组织的类型和石墨的数量、形状、大小和分布状态决定了铸铁的性能。

（1）石墨的影响

石墨是碳的一种结晶形态，其碳的质量分数W C≈100%，具有简单六方晶格。

由于石墨的硬度为3～5HBS，σb约为20MPa，塑性和韧性极低，伸长率δ接近于零，从而导致铸铁的力学性能如抗拉强度、塑性、韧性等均不如钢。并且石墨数量越多，尺寸越大，分布越不均匀，对力学性能的削弱就越严重。其中·片状石墨对基体的削弱作用和引起应力集中的程度最大；

·球状石墨对基体的割裂作用最小；

·团絮状石墨的作用居于二者之中。

但石墨的存在，使铸铁具有优异的切削加工性能、良好的铸造性能和润滑作用、

很好的耐磨性能和抗振性能，大量石墨的割裂作用，使铸铁对缺口不敏感。

（2）基体组织的影响

对同一类铸铁来说，在其它条件相同的情况下，铁素体相的数量越多，塑性越好；珠光体的数量越多，则抗拉强度和硬度越高。由于片状石墨对基体的强烈作用，所以只有当石墨为团絮状、蠕虫状或球状时，改变铸铁基体组织才能显示出对性能的影响。

三、常用铸铁材料

1．普通灰铸铁

普通灰铸铁俗称灰铸铁，简称灰铁。其生产工艺简单，铸造性能优良，在生产中应用最为广泛，约占铸铁总量的80%。

（1）灰铸铁的成分、组织和性能

一般铸铁含W C＝2.7%～3.6%，W Si＝1.0～2.2%，W Mn＝0.5%～1.3%，W S＜0.15%，W P＜0.3%。其组织有：铁素体灰铸铁（在铁素体基体上分布着片状石墨）；珠光体+铁素体灰铸铁（在珠光体+铁素体基体上分布着片状的石墨）；珠光体灰铸铁（在珠光体基体上分布着片状的石墨）如图4-13（a）、（b）、（c）所示。

图4-13三种基体的灰铸铁

灰铸铁组织相当于在钢的基体上分布着片状石墨，因此，其基体的强度和硬度不低于相应的钢。石墨的强度、塑性、韧性极低，在铸铁中相当于裂缝和孔洞，破坏了基体金属的连续性，同时很容易造成应力集中。因此，灰铸铁的抗拉强度、塑性及韧性都明显低于碳钢。石墨片的数量越多、尺寸越大、分布越不均匀，对基体的割裂作用越严重。但是石墨片很细，尤其相互连接时，也会使承载面积显著下降。因此，石

墨片长度应以0.03～0.25mm为宜。石墨的存在，使灰铸铁的铸造性能、减摩性、减振性和切削加工性都高于碳钢，缺口敏感性也较低。灰铸铁的硬度和抗压强度主要取决于基体组织，而与石墨的存在基本无关。因此，灰铸铁的抗压强度约为抗拉强度3～4倍。

（2）灰铸铁的牌号及用途

灰铸铁的牌号由“HT+数字”组成。其中“HT”是“灰铁”二字汉语拼音字首，数字表示φ30mm试棒的最低抗拉强度值（MPa）。常用灰铸铁的牌号、力学性能及用途见表4-24。

从表中可以看出，灰铸铁的强度与铸件的壁厚有关，铸件壁厚增加则强度降低，这主要是由于壁厚增加使冷却速度降低，造成基体组织中铁素体增多而珠光体减少的缘故。

（3）灰铸铁的孕育处理

浇注时向铁液中加入少量孕育剂（如硅铁、硅钙合金等），改变铁液的结晶条件，以得到细小、均匀分布的片状石墨和细小的珠光体组织的方法，称为孕育处理。

孕育处理时，孕育剂及它们的氧化物使石墨片均匀细化，并使铸铁的结晶过程几乎在全部铁液中同时进行，避免铸件边缘及薄壁处出现白口组织，使铸铁各个部位截面上的组织与性能均匀一致，提高了铸铁的强度、塑性和韧性，同时也降低了灰铸铁的断面敏感性。经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁，表4-24中，HT250、HT300、HT350即属于孕育铸铁，常用于制造力学性能要求较高，截面尺寸变化较大的大型铸件，如汽缸、曲轴、凸轮、机床床身等。

（4）灰铸铁的热处理

由于热处理仅能改变灰铸铁的基本组织，改变不了石墨形态，因此，用热处理来提高灰铸铁的力学性能的效果不大。灰铸铁的热处理常用于消除铸件的内应力和稳定尺寸，消除铸件的白口组织、改善切削加工性，提高铸件表面的硬度及耐磨性。

①时效处理

形状复杂、厚薄不均的铸件在冷却过程中，由于各部位冷却速度不同，形成内应力，即削弱了铸件的强度，又使得在随后的切削加工中，因应力的重新分布而引起变

形，甚至开裂。因此，铸件在成形后都需要进行时效处理，尤其对一些大型、复杂或加工精度较高的铸件（如机床床身、柴油机汽缸等），在铸造后、切削加工前，甚至在粗加工后都要进行一次时效退火。

传统的时效处理一般有自然时效和人工时效。自然时效是将铸件长期放置在室温下以消除其内应力的方法；人工时效是将铸件重新加热到530～620℃，经长时间保温（2～6h）后在炉内缓慢冷却至200℃以下出炉空冷的方法。经时效退火后可消除90%以上的内应力。时效退火温度越高，铸件残余应力消除越显著，铸件尺寸稳定性越好，但随着时效温度的提高，时效后铸件力学性能会有所下降。

振动时效是目前生产中用来消除内应力的一种新方法。它是用振动时效设备，按照振动时效技术国家标准，使金属工件在半小时内，进行近十万次较大振幅的低频亚共振振动，使之产生微观塑性变形，从而降低和均化残余应力，防止工件在使用过程中的变形。由于振动时效所需时间短（半小时），成本低（一度电和几元钱），效果好，而且能随时随地多次进行，既不降低硬度和强度，又无烟尘环境污染和氧化皮，所以广泛用于铸件、焊件和机加工件的时效处理，被誉为理想的无成本时效技术。

②石墨化退火

石墨化退火一般是将铸件以70～100℃/h的速度加热至850～900℃，保温2～5h （取决于铸件壁厚），然后炉冷至400～500℃后空冷。目的是消除灰铸铁件表层和薄壁处在浇注时产生的白口组织。

③表面热处理

有些铸件，如机床导轨、缸体内壁等，表面需要高的硬度和耐磨性，可进行表面淬火处理，如高频表面淬火，火焰表面淬火和激光加热表面淬火等。淬火前铸件需进行正火处理，以保证获得大于65%以上的珠光体组织，淬火后表面硬度可达50～55HRC。

2．球墨铸铁

球墨铸铁是石墨呈球状的灰铸铁。它是在浇注前向砂灰铸铁液中加入球化剂和孕育剂，而获得具有球状石墨的铸铁。

球化剂：能使石墨结晶成球状的物质。

常用球化剂：镁、稀土和稀土镁合金。

孕育剂：硅铁合金。

孕育处理的目的：首先是促进石墨化，其次是改善石墨的结晶条件，使石墨球径变小，数量增多，形状圆整、分布均匀，显著改善了其力学性能。

（1）球墨铸铁的成分、组织和性能（自阅回答问题）

球墨铸铁的成分中，C、Si的质量分数较高，Mn的质量分数较低，S、P质量分数限制很严，同时含有一定量的Mg和稀土元素。球墨铸铁常见的基体组织有铁素体、铁素体＋珠光体和珠光体三种。通过合金化和热处理后，还可获得下贝氏体、马氏体、托氏体、索氏体和奥氏体等基体组织的球墨铸铁。

在石墨球的数量、形状、大小及分布一定的条件下，珠光体球墨铸铁的抗拉强度比铁素体球墨铸铁高50%以上，而铁素体球墨铸铁的伸长率是珠光体球墨铸铁的3～5倍。铁素体＋珠光体基体的球墨铸铁性能介于二者之间。经热处理后以马氏体为基的球墨铸铁具有高硬度、高强度，但韧性很低；以下贝氏体为基的球墨铸铁具有优良的综合力学性能。石墨球越细小，分布越均匀，越能充分发挥基体组织的作用。

球墨铸铁的金属基体强度的利用率可以高达70%～90%，而普通灰铸铁仅为30%～50%。同其它铸铁相比，球墨铸铁强度、塑性、韧性高，屈服强度也很高。屈强比可达0.7～0.8，比钢约高一倍，疲劳强度可接近一般中碳钢，耐磨性优于非合金钢，铸造性能优于铸钢，加工性能几乎可与灰铸铁媲美。因此，球墨铸铁在工农业生产中得到越来越广泛的应用，但其熔炼工艺和铸造工艺要求较高，有待于进一步改进。

（2）球墨铸铁的牌号及用途

球墨铸铁的牌号由“QT+数字-数字”组成。其中“QT”是“球铁”二字汉语拼音字首，其后的第一组数字表示最低抗拉强度（MPa），第二组数字表示最小断后伸长率（%）。球墨铸铁的牌号、力学性能和用途举例见表4-25。

铸件常见缺陷和处理

铸件常见缺陷和处理Last revision on 21 December 2020

铸件常见缺陷、修补及检验 一、常见缺陷 1.缺陷的分类 铸件常见缺陷分为孔眼、裂纹、表面缺陷、形状及尺寸和重量不合格、成 份及组织和性能不合格五大类。(注：主要介绍铸钢件容易造成裂纹的缺陷)孔眼类缺陷 孔眼类缺陷包括气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼、铁豆。 1.1.1气孔：别名气眼，气泡、由气体原因造成的孔洞。 铸件气孔的特征是：一般是园形或不规则的孔眼，孔眼内表面光滑，颜色 为白色或带一层旧暗色。(如照片) 气孔 照片1 产生的原因是：来源于气体，炉料潮湿或绣蚀、表面不干净、炉气中水蒸 气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇注系统不当，浇 铸时卷入气体、铸型或泥芯透气性差等。 1.1.2缩孔 缩孔别名缩眼，由收缩造成的孔洞。 缩孔的特征是：形状不规则，孔内粗糙不平、晶粒粗大。

产生的原因是：金属在液体及凝固期间产生收缩引起的，主要有以下几点：铸件结构设计不合理，浇铸系统不适当，冷铁的大小、数量、位置不符实际、铁水化学成份不符合要求，如含磷过高等。浇注温度过高浇注速度过快等。 1.1.3缩松 缩松别名疏松、针孔蜂窝、由收缩耐造成的小而多的孔洞。 缩松的特征是：微小而不连贯的孔，晶粒粗大、各晶粒间存在明显的网状孔眼，水压试验时渗水。(如照片2) 缩松 照片2 产生的原因同以上缩孔。 1.1.4渣眼

渣眼别名夹渣、包渣、脏眼、铁水温度不高、浇注挡渣不当造成。 渣眼的特征是：孔眼形状不规则，不光滑、里面全部或局部充塞着渣。(如照片3) 渣眼 照片3 产生的原因是：铁水纯净度差、除渣不净、浇注时挡渣不好，浇注系统挡渣作用差、浇注时浇口未充满或断流。 1.1.5砂眼 砂眼是夹着砂子的砂眼。 砂眼的特征是：孔眼不规则，孔眼内充塞着型砂或芯砂。 产生的原因是：合箱时型砂损坏脱落，型腔内的散砂或砂块未清除干净、型砂紧实度差、浇注时冲坏型芯、浇注系统设计不当、型芯表面涂料不好等。 1.1.6铁豆 铁豆是夹着铁珠的孔眼、别名铁珠、豆眼、铁豆砂眼等。

热处理工艺规范(最新)

华尔泰经贸有限公司铸钢件产品热处理艺规范 随着铸造件产品种类增多，对外业务增大，方便更好的管理铸造件产品，特制定本规定，要求各部门严格按照规定执行。 1目的： 为确保铸钢产品的热处理质量，使其达到国家标准规定的力学性能指标，以满足顾客的使用要求，特制定本热处理工艺规范。2范围 本规范适用于本公司生产的各种精铸、砂铸产品的热处理，材质为各种低碳钢、中碳钢、低合金钢、中合金钢、高合金钢、铸铁及有色合金。 3术语 3.1退火：指将铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一段时间后， 降温出炉的操作工艺。 3.2正火：指将铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一段时间后， 从炉中取出，在空气中冷却下来的操作工艺。 3.3淬火：指将铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一段时间后， 快速冷却的操作工艺。 3.4回火：指将淬火后的铸钢产品加热到规定的温度范围，经保温一 段时间后出炉，冷却到室温的操作工艺。 3.5调质：淬火＋回火 4 职责

4.1热处理操作工艺由公司技术部门负责制订。 4.2热处理操作工艺由生产部门负责实施。 4.3热处理操作者负责教填写热处理记录，并将自动记录曲线转换到 热处理记录上。 4.4检验员负责热处理试样的力学性能检测工作，负责力学性能检测 结论的记录以及其它待检试样的管理。 5 工作程序 5.1每次装炉前应对设备进行检查，把炉底板上的氧化渣清除干净， 错位炉底板应将其复位后再装，四周应留有足够的间隙，轻拿轻放，装炉应结实，摆放合理。 5.2装炉时大铸件产品放在下面，对易产生热处理变形的铸件，必须 作好防变形或反变形处理，力学性能试样应装在高温区，对特别小的铸件采用铁桶或其它框类工装集中盛放。 5.3炉车上的铸钢件入炉时，应缓慢推进，仔细观察铸钢件是否与炉 壁碰撞，关闭炉门，通电后应经常观察炉内工作状况。 5.4作好铸件产品后续热处理的准备工作，严格控制出炉温度，对水 淬铸件应控制入水时间，水池应有足够水量，以保证淬火质量。 5.5作业计划应填写同炉热处理铸件产品的材质、名称、规格、数量、 时间等要素，热处理园盘记录纸可多次使用，但每处理一次都必须与热处理工艺卡上的记录曲线保持一致。 6 不合格品的处置 6.1热处理试样检验不合格，应及时通知相关部门。

高铬铸铁热处理工艺

高铬铸铁热处理工艺 化学成分:C2.05，Si1.40，Mn0.78，Cr26.03，Ni0.81，Mo0.35 1、常用的高铬铸铁的热处理工艺是加热到950~1000℃，经保温空冷淬火后再进行 200~260℃的低温回火。 2、2、高温团球化处理1140~1180℃保温16h空冷却，可以明显提高冲击韧度和耐磨性能。 高温团球化处理可使碳化物全部呈团球状，可消除或减少大块状和连续网状碳化物对基体的隔裂作用，经团球化的碳化物受到更加均匀的基体支撑，特别受到一定数量的奥氏体的支撑。如果适当减少保温时间，对薄截面零件也可以取得效果。该工艺的不足是工艺消耗热能较多。 加热到1050℃，经保温空淬火后再进行550℃的回火,效果会怎么样? 要控制加热速度，最好在650? ?? ?750? ?? ?? ? 850? ?? ? 时保温一定时间。我以前做过，正火就可以了。硬度能做到61----65HRC 成熟工艺是：铸造后软化退火，便于加工，加工后空冷淬火加低温去应力回火。使用硬度一般要求为HRC58-62，多用于比如渣浆泵零部件等耐磨易损件。 我们这里是高铬生产基地，一般提供Cr24，Cr26，Cr28，Cr15Mo3等，价格是不便宜的。价格要包括中间的软化退火和精加后的淬火及回火。楼主的材料应该叫Cr26 做高铬磨球的，Cr%=10.2~10.5%，C%=2.2~2.7%，Si、S双零以下，要求硬度HRC>58 我们现在用的是淬火液淬火，淬火工艺参数是：650度保温2小时，升温到960度保温3.5小时淬火；回火温度380~400，保温4~6小时。磨球规格φ40-φ80。 工艺是1050淬火+250~350回火 金属耐磨材料在水泥企业的研究和应用 [摘要] 本文从金属耐磨材料的概述、水泥企业常用的耐磨材料以及根据磨损原理具体的选用金属耐磨材料,对金属耐磨材料进行了研究、分析,对其他选用金属耐磨材料给予一定的参考和借鉴。 [关键词] 金属耐磨材料水泥企业研究应用 一、金属耐磨材料的概述 材料的耐磨性不仅决定于材料的硬度Hm,而且更主要的是决定于材料硬度Hm和磨料硬度Ha的比值。当Hm/Ha比值超过一定值后,磨损量便会迅速降低。 当Hm/Ha≤0.5-0.8时为硬磨料磨损,此时增加材料的硬度对材料的耐磨性增加不大。 当Hm/Ha>0.5-0.8时为软磨料磨损,此时增加材料的硬度,便会迅速地提高材料的耐磨性。 金属耐磨材料一般都指的是耐磨钢,能抵抗磨料磨损的钢。这类钢还没有成为一个完全独立的钢种,其中公认的耐磨钢是高锰钢。 二、水泥企业主要使用的耐磨钢

铸件常见缺陷和处理

铸件常见缺陷和处理 The pony was revised in January 2021

铸件常见缺陷、修补及检验 一、常见缺陷 1.缺陷的分类 铸件常见缺陷分为孔眼、裂纹、表面缺陷、形状及尺寸和重量不合格、成份及组织和性能不合格五大类。(注：主要介绍铸钢件容易造成裂纹的缺陷) 孔眼类缺陷 孔眼类缺陷包括气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼、铁豆。 1.1.1气孔：别名气眼，气泡、由气体原因造成的孔洞。 铸件气孔的特征是：一般是园形或不规则的孔眼，孔眼内表面光滑，颜色为白色或带一层旧暗色。(如照片) 气孔 照片1

产生的原因是：来源于气体，炉料潮湿或绣蚀、表面不干净、炉气中水蒸气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇注系统不当，浇铸时卷入气体、铸型或泥芯透气性差等。 1.1.2缩孔 缩孔别名缩眼，由收缩造成的孔洞。 缩孔的特征是：形状不规则，孔内粗糙不平、晶粒粗大。 产生的原因是：金属在液体及凝固期间产生收缩引起的，主要有以下几点：铸件结构设计不合理，浇铸系统不适当，冷铁的大小、数量、位置不符实际、铁水化学成份不符合要求，如含磷过高等。浇注温度过高浇注速度过快等。 1.1.3缩松 缩松别名疏松、针孔蜂窝、由收缩耐造成的小而多的孔洞。 缩松的特征是：微小而不连贯的孔，晶粒粗大、各晶粒间存在明显的网状孔眼，水压试验时渗水。(如照片2)

缩松 照片2 产生的原因同以上缩孔。 1.1.4渣眼 渣眼别名夹渣、包渣、脏眼、铁水温度不高、浇注挡渣不当造成。 渣眼的特征是：孔眼形状不规则，不光滑、里面全部或局部充塞着渣。(如照片3)

渣眼 照片3 产生的原因是：铁水纯净度差、除渣不净、浇注时挡渣不好，浇注系统挡渣作用差、浇注时浇口未充满或断流。 1.1.5砂眼 砂眼是夹着砂子的砂眼。 砂眼的特征是：孔眼不规则，孔眼内充塞着型砂或芯砂。 产生的原因是：合箱时型砂损坏脱落，型腔内的散砂或砂块未清除干净、型砂紧实度差、浇注时冲坏型芯、浇注系统设计不当、型芯表面涂料不好等。 1.1.6铁豆 铁豆是夹着铁珠的孔眼、别名铁珠、豆眼、铁豆砂眼等。

铸钢件热处理作业指导书

热处理作业指导书 1.目的 保证热处理质量。 2.热处理方式 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 3.热处理操作要求 ．退火 退火是将铸钢件加热到Acs 以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表l—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度。 图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图

表l—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用

表1-2铸钢件退火工艺及退火后的硬度 ．正火 正火是将铸钢件目口热到Ac。温度以上30～50o C 保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图1—2为碳钢的正火温度范围示意图。表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度，表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。 图1—2为碳钢的正火温度范围示意图 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。

铸件常见缺陷和处理

铸件常见缺陷、修补及检验 一、常见缺陷 1.缺陷的分类 铸件常见缺陷分为孔眼、裂纹、表面缺陷、形状及尺寸和重量不合格、成份及组织和性能不合格五大类。(注：主要介绍铸钢件容易造成裂纹的缺陷) 1.1孔眼类缺陷 孔眼类缺陷包括气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼、铁豆。 1.1.1气孔：别名气眼，气泡、由气体原因造成的孔洞。 铸件气孔的特征是：一般是园形或不规则的孔眼，孔眼内表面光滑，颜色为白色或带一层旧暗色。(如照片) 气孔 照片1 产生的原因是：来源于气体，炉料潮湿或绣蚀、表面不干净、炉气中水蒸气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇注系统不当，浇铸时卷入气体、铸型或泥芯透气性差等。 1.1.2缩孔 缩孔别名缩眼，由收缩造成的孔洞。

缩孔的特征是：形状不规则，孔内粗糙不平、晶粒粗大。 产生的原因是：金属在液体及凝固期间产生收缩引起的，主要有以下几点：铸件结构设计不合理，浇铸系统不适当，冷铁的大小、数量、位置不符实际、铁水化学成份不符合要求，如含磷过高等。浇注温度过高浇注速度过快等。 1.1.3缩松 缩松别名疏松、针孔蜂窝、由收缩耐造成的小而多的孔洞。 缩松的特征是：微小而不连贯的孔，晶粒粗大、各晶粒间存在明显的网状孔眼，水压试验时渗水。(如照片2) 缩松 照片2 产生的原因同以上缩孔。

1.1.4渣眼 渣眼别名夹渣、包渣、脏眼、铁水温度不高、浇注挡渣不当造成。 渣眼的特征是：孔眼形状不规则，不光滑、里面全部或局部充塞着渣。(如照片3) 渣眼 照片3 产生的原因是：铁水纯净度差、除渣不净、浇注时挡渣不好，浇注系统挡渣作用差、浇注时浇口未充满或断流。 1.1.5砂眼 砂眼是夹着砂子的砂眼。 砂眼的特征是：孔眼不规则，孔眼内充塞着型砂或芯砂。 产生的原因是：合箱时型砂损坏脱落，型腔内的散砂或砂块未清除干净、型砂紧实度差、浇注时冲坏型芯、浇注系统设计不当、型芯表面涂料不好等。 1.1.6铁豆

铸件常见缺陷修补及检验

铸件常见缺陷的鉴别、起因、修补及检验----------------------------------------------福联造型，呋喃树脂、酚醛树脂、覆膜砂专家 1.缺陷的分类 铸件常见缺陷分为孔眼、裂纹、表面缺陷、形状及尺寸和重量不合格、成份及组织和性能不合格五大类。(注：主要介绍铸钢件容易造成裂纹的缺陷) 1.1孔眼类缺陷 孔眼类缺陷包括气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼、铁豆。 1.1.1气孔：别名气眼，气泡、由气体原因造成的孔洞。 铸件气孔的特征是：一般是园形或不规则的孔眼，孔眼内表面光滑，颜色为白色或带一层旧暗色。(如照片) 气孔 照片1 产生的原因是：来源于气体，炉料潮湿或绣蚀、表面不干净、炉气中水蒸气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇注系统不当，浇铸时卷入气体、铸型或泥芯透气性差等。 1.1.2缩孔 缩孔别名缩眼，由收缩造成的孔洞。 缩孔的特征是：形状不规则，孔内粗糙不平、晶粒粗大。

产生的原因是：金属在液体及凝固期间产生收缩引起的，主要有以下几点：铸件结构设计不合理，浇铸系统不适当，冷铁的大小、数量、位置不符实际、铁水化学成份不符合要求，如含磷过高等。浇注温度过高浇注速度过快等。 1.1.3缩松 缩松别名疏松、针孔蜂窝、由收缩耐造成的小而多的孔洞。 缩松的特征是：微小而不连贯的孔，晶粒粗大、各晶粒间存在明显的网状孔眼，水压试验时渗水。(如照片2) 缩松 照片2 产生的原因同以上缩孔。 1.1.4渣眼

渣眼别名夹渣、包渣、脏眼、铁水温度不高、浇注挡渣不当造成。 渣眼的特征是：孔眼形状不规则，不光滑、里面全部或局部充塞着渣。(如照片3) 渣眼 照片3 产生的原因是：铁水纯净度差、除渣不净、浇注时挡渣不好，浇注系统挡渣作用差、浇注时浇口未充满或断流。 1.1.5砂眼 砂眼是夹着砂子的砂眼。 砂眼的特征是：孔眼不规则，孔眼内充塞着型砂或芯砂。 产生的原因是：合箱时型砂损坏脱落，型腔内的散砂或砂块未清除干净、型砂紧实度差、浇注时冲坏型芯、浇注系统设计不当、型芯表面涂料不好等。 1.1.6铁豆 铁豆是夹着铁珠的孔眼、别名铁珠、豆眼、铁豆砂眼等。

铸铁件的时效处理及方法

铸铁件的时效处理 时效处理可分为自然时效和人工时效两种。自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到550～650℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底. 振动时效技术发展史 使用振动处理方法消除或均化金属件的残余应力，以代替热时效（焖火）。这种新技术在国外被称作：“Ｖibratory Stress Relief Method”（简称VSR）引进我国后又称“振动时效”该技术源于美国发展和应用于英国、法国、前苏联。据统计，目前世界上正在使用的VSR 设备有一万台以上，许多国家都已将振动时效定为某些机械构件必须采用的标准工艺，我国的振动时效技术经过科研人员的不懈努力在机理和应用上取得了突破性的进展，一些技术指标已达到或超过国外同类设备的先进水平。 人工时效是退火吗？ 对于铸铁件来说，人工时效就是热时效。也就是一种能够快速降低铸件内应力的退火工艺。时效现在有三种方式：自然时效、人工时效、振动时效。 自然时效和热时效，即工件露天长时间放置，由于温度的自然变化以及其它环境变化使工件的尺寸日趋稳定。一般说来这需长达两年的时间。用木锤敲击工件，用风握直接振动等，在实际生产中都有应用，有人认为用机械施加工件即相当于加速自然时效，这种方法在国外早有专刊。它的基本原理就是采用激振器的周期外力－激振力的作用下，使之与工件发生共振（激振器产生与工件本征频率相一致的振动频率）。从而获得相当大的振动能量，这种能量可以和热能相比的、共振中交变的初应力与残余应力相叠加，驱使工件产生更大的振动，发生局部屈服，使晶体内部错位和晶界产生微观滑移，引起微量塑性变形，促使大量错位一部分钉轧在杂质上，另一部分聚集到晶粒间界上，另外还有一部分错位获得足够大的能量，可以穿过晶界而进入另一个晶粒内，这样从总体看工件的残余应力得到松弛或均化，在宏观上表现为尺寸稳定、刚度、耐腐蚀性、耐疲劳性提高，金属内耗下降，塑性得到改善。由于晶粒内位错大量聚集在晶界和杂志上，所以造成各个晶粒内应力的完全不均匀性，使微观应力提高。由此错位处在更大的大型应力场内，滑移阻尼增大，所以位错再滑移是非常困难的。振动时效消除残余应力就是将激振器紧紧固定于工件上施加机械振动，工件放置于橡胶块或者其他弹性支撑上，以防止地面对振动的阻尼作用，振动频率通过控制器控制调节电机转速获得，频率通常在167HZ以内，整个设备消耗电能很低，一般不超过1KW，对于大多数工件，15分钟振动即可消除或均化应力，使工件尺寸稳定精度提高，处理的工件重量从几十公斤到上百吨。 时效三种方式： 对于铸铁件来说，人工时效就是热时效。也就是一种能够快速降低铸件内应力的退火工艺。时效现在有三种方式：自然时效、人工时效、振动时效。 自然时效和热时效，即工件露天长时间放置，由于温度的自然变化以及其它环境变化使工件的尺寸日趋稳定。一般说来这需长达两年的时间。用木锤敲击工件，用风握直接振动等，在实际生产中都有应用，有人认为用机械施加工件即相当于加速自然时效，这种方法在国外早有专刊。它的基本原理就是采用激振器的周期外力－激振力的作用下，使之与工件发生共振（激振器产生与工件本征频率相一致的振动频率）。从而获得相当大的振动能量，这种能量可以和热能相比的、共振中交变的初应力与残余应力相叠加，驱使工件产生更大的振动，发生局部屈服，使晶体内部错位和晶界产生微观滑移，引起微量塑性变形，促使大量错位一部分钉轧在杂质上，另一部分聚集到晶粒间界上，另外还有一部分错位获得足够大的能量，

(推荐)铸件外观缺陷图

铸件常见缺陷 常见缺陷 缺陷的分类：铸件常见缺陷分为孔眼、裂纹、表面缺陷、残缺类缺陷、形状及尺寸和重量不合格、成份及组织和性能不合格六大类。 1孔眼类缺陷 孔眼类缺陷包括气孔、缩孔、缩松、渣眼、砂眼、等。 1.1.1气孔：别名气眼，气泡、由气体原因造成的孔洞。 铸件气孔的特征是：其表面一般比较光滑,主要呈梨形\圆形和椭圆形.一般在铸件表面露出,大孔常孤立存在,小孔则成群出现。(如图) 产生的原因是：来源于气体，炉料潮湿或绣蚀、表面不干净、炉气中水蒸气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇注系统不当，浇铸时卷入气体、铸型等。 1.1.2缩孔 缩孔别名缩眼，由收缩造成的孔洞。 缩孔的特征是：形状不规则，孔壁粗糙并带有技状晶,常出现在铸件最后凝固的部位,广义的缩孔包括缩松。(如图)

产生的原因是：金属在液体及凝固期间由于补缩不良而产生的孔洞，主要有以下几点：铸件结构设计不合理，浇铸系统不适当，冷铁的大小、数量、位置不符实际、铁水化学成份不符合要求，如含磷过高等。浇注温度过高浇注速度过快等。 1.1.3缩松 缩松别名疏松、针孔蜂窝、由收缩耐造成的小而多的孔洞。 缩松的特征是：铸件断面上出现的分散而细小的缩孔.助高倍放大镜才能发现的缩松称为显微缩松,铸件有缩松的部位,在气密性实验时易渗漏。(如图) 产生的原因同以上缩孔。 1.1.4渣眼 渣眼别名夹渣、包渣、脏眼、铁水温度不高、浇注挡渣不当造成。

渣眼的特征是：铸件浇注位置上表面的非金属夹杂物。通常在加工后发现与气孔并存，孔径大小不一，成群集结。(如图) 产生的原因是：铁水纯净度差、除渣不净、浇注时挡渣不好，浇注系统挡渣作用差、浇注时浇口未充满或断流。 1.1.5砂眼 砂眼是夹着砂子的砂眼。 砂眼的特征是：铸件内部或表面带有砂粒的孔洞(如图)。 。

铸件热处理工艺及作业指导书主

前提：本作业指导书系建蓓铸造有限公司的核心工艺文件之一。它针对公司产品实现的第三个特殊过程(见《公司质量手册》章节号之4.1.7)提出了系统完整的操作、控制规定，必须得到充分严格贯彻执行。 本作业指导书所取参数，主要源于化工出版社的《钢铁热处理实用技术》。 * 本作业指导书中打“*”并用楷体注明的文字，是警/提示内容，也可作为执行条款。 1.灰铸铁的退火、正火热处理工艺 1.1消除内应力退火(人工时效)工艺 灰铸铁消除内应力退火(人工时效)热处理工艺适用范围 1.较薄、故冷却速度较快的灰铁件； 2.形状复杂、截面变化较大的铸件； 3.需进行机加工的大型铸件； 4.经过少量焊修，因而局部积累些许焊 应力的铸件。 * 加热温度越高，应力消除越快。但温度过高，则易发生石墨化与珠光体球化而使性能降低，尤其是含Si量较高时； * 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热； * 保温时间终了，以30~50℃/h的速率在炉内缓冷，冷却至150~200℃出炉冷却(空冷)。 1.2软化退火和正火工艺 灰铸铁软化退火和正火热处理工艺适用范围 * 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。 2.球墨铸铁的退火、正火(+回火)和调质热处理工艺 高温退火 当铸态组织为铁素体+珠光体+渗碳体+石墨时，必须采用高温退火工艺：

适用范围 1.获得铁素体球墨铸铁； 2.分解渗碳体和珠光体，提高机械性能； 3.改善加工性能，使工件容易加工且不 易变形。 * 退火温度越高，渗碳体组织分解速度越快，白口现象越易消除。但温度过高将使铸件机械性能反而变坏，发生变形和表面氧化失碳，故须严格控制温度上限。 * 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算，铸件白口深度大、渗碳体组织成分多时，应适当增加保温时间。 * 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以60~80℃ /h的速率在炉内缓冷，至600℃后出炉空冷。 低温退火 当铸态组织为铁素体+珠光体+石墨(没有渗碳体)时，只需采用低温退火工艺： 球墨铸铁低温退火热处理工艺 适用范围 1.获得铁素体球墨铸铁； 2.分解渗碳体和珠光体，提高机性能； 3.改善加工性能。 * 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算； * 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以60~80℃/h的速率在炉内缓冷，至600℃后出炉空冷。 正火+回火 球墨铸铁正火+回火热处理工艺适用范围 1.获得珠光体基体组织(P可达70%以上)； 2.增加珠光体分散度，细化组织金相； 3.提高强度、硬度和耐磨性。

铸造(铸铁)缺陷种类

铸造（铸铁）缺陷种类 铸铁件生产过程中会产生各种铸造缺陷，其典型种类有：裂纹、缩孔、缩松、气孔及夹渣。 ——裂纹 铸铁件冷裂纹的外形呈连续的直线状或圆滑曲线，而且常常是穿过晶粒而不是沿晶界断裂。冷裂纹断口干净，具有金属光泽或呈轻微的氧化色。冷裂纹是铸铁件已处于较低温度下在弹性状态时，铸造应力超过铸铁的强度极限而产生的。冷裂纹往往出现在铸铁件受拉伸的部位，特别是有应力集中的地方。 ——缩松 球墨铸铁与灰铸铁相比，因它倾向于“糊状凝固方式”，因而在铸件断面上有较宽的凝固区域，形成坚固外壳的时间较长；相当一部分石墨球是在奥氏体外壳包围下成长，石墨成长时的膨胀力很容易通过奥氏体壳的接触而传递到铸件外壳，从而表现出远比灰铸铁要大的共晶石墨化膨胀力；由于球化处理时加入了镁和稀土元素，增加了铸铁的白口化倾向；同时其共晶团的尺寸比灰铸铁细小得多，所以共晶团之间细小的间隙很难得到铁液的充分补缩。上述这些特点，在生产实际中使球墨铸铁件常常表现出有较大的外形尺寸胀大以及产生缩松的倾向。 ——气孔 铸铁件中存在两类气孔：一类是析出性气孔，另一类是反应性气孔。 铸铁件在凝固过程中，由于温度降低，溶解的气体处于饱和状态，气体以气泡形态逐渐向铁液表面扩散，最终脱离吸附状态，但在实际生产条件下，铁液在铸型内降温较快，气泡上浮困难，或铸件表面已凝固，气泡来不及排除而造成气孔。这一类气孔称为析出性气孔。析出性气孔一般在铸件最后凝固处，冒口附近较多。 铁液与铸型之间或铁液内部发生化学反应所产生的气孔称为反应性气孔，它们常分布在铸铁件表面皮下1-3mm处，所以通称皮下气孔。 ——非金属夹杂物 铸铁在熔炼和铸造过程中，各种金属元素与非金属元素发生化学反应而产生各种化合物，以及铁液与外界物质，如金属炉料表面的砂粒、锈蚀、炉衬、浇包衬等接触后发生的相

铸造铸件常见缺陷分析报告

铸造铸件常见缺陷分析 铸造工艺过程复杂，影响铸件质量的因素很多，常见的铸件缺陷名称、特征和产生的原因，见表。 常见铸件缺陷及产生原因

缺陷名称特征产生的主要原因 气孔 在铸件部或表 面有大小不等 的光滑孔洞①炉料不干或含氧化物、杂质多；②浇注工具或炉前添加剂未烘干；③型砂含水过多或起模和修型时刷水过多；④型芯烘干不充分或型芯通气孔被堵塞；⑤春砂过紧，型砂透气性差；⑥浇注温度过低或浇注速度太快等 缩孔与缩松缩孔多分布在 铸件厚断面 处，形状不规 则，孔粗糙①铸件结构设计不合理，如壁厚相差过大，厚壁处未放冒口或冷铁；②浇注系统和冒口的位置不对； ③浇注温度太高；④合金化学成分不合格，收缩率过大，冒口太小或太少 砂眼在铸件部或表 面有型砂充塞 的孔眼①型砂强度太低或砂型和型芯的紧实度不够，故型砂被金属液冲入型腔；②合箱时砂型局部损坏；③浇注系统不合理，浇口方向不对，金属液冲坏了砂

型；④合箱时型腔或浇口散砂未清理干净 粘砂铸件表面粗 糙，粘有一层 砂粒①原砂耐火度低或颗粒度太大；②型砂含泥量过高，耐火度下降；③浇注温度太高；④湿型铸造时型砂中煤粉含量太少；⑤干型铸造时铸型未刷涂斜或涂料太薄 夹砂铸件表面产生 的金属片状突 起物，在金属 片状突起物与 铸件之间夹有 一层型砂①型砂热湿拉强度低，型腔表面受热烘烤而膨胀开裂；②砂型局部紧实度过高，水分过多，水分烘干后型腔表面开裂；③浇注位置选择不当，型腔表面长时间受高温铁水烘烤而膨胀开裂；④浇注温度过高，浇注速度太慢 错型铸件沿分型面 有相对位置错①模样的上半模和下半模未对准；②合箱时，上下砂箱错位；③上下砂箱未夹紧或上箱未加足够压

铸件热处理工艺及作业指导书主

铸件热处理工艺及作业 指导书主 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

前提：本作业指导书系建蓓铸造有限公司的核心工艺文件之一。它针对公司产品实现的第三个特殊过程(见《公司质量手册》章节号之4.1.7)提出了系统完整的操作、控制规定，必须得到充分严格贯彻执行。 本作业指导书所取参数，主要源于化工出版社的《钢铁热处理实用技术》。 * 本作业指导书中打“*”并用楷体注明的文字，是警/提示内容，也可作为执行条款。 1.灰铸铁的退火、正火热处理工艺 1.1消除内应力退火(人工时效)工艺 灰铸铁消除内应力退火(人工时效)热处理工艺适用范围 1.较薄、故冷却速度较快的灰铁 件； 2.形状复杂、截面变化较大的铸 件； 3.需进行机加工的大型铸件； 4.经过少量焊修，因而局部积累 些许焊应力的铸件。 * 加热温度越高，应力消除越快。但温度过高，则易发生石墨化与珠光体球化而使性能降低，尤其是含Si量较高时； * 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热；

* 保温时间终了，以30~50℃/h的速率在炉内缓冷，冷却至150~200℃出炉冷却(空冷)。 1.2软化退火和正火工艺 灰铸铁软化退火和正火热处理工艺适用范围 3.正火工艺适用于对材质有硬度 要求的铸件，退火工艺适用于 对材质有韧性要求的铸件； 4.经过较多焊修，因而积累较大 焊应力的铸件。 * 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。 2.球墨铸铁的退火、正火(+回火)和调质热处理工艺 高温退火 当铸态组织为铁素体+珠光体+渗碳体+石墨时，必须采用高温退火工艺：

铸钢件常见热处理工艺

铸钢件常见热处理 按加热和冷却条件不同，铸钢件的主要热处理方式有：退火(工艺代号：5111)、正火(工艺代号：5121)、均匀化处理、淬火(工艺代号：5131)、回火(工艺代号：5141)、固溶处理(工艺代号：5171)、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 1．退火(工艺代号：5111) 退火是将铸钢件加热到Ac3以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析铸钢为铁素体和珠光体，共析铸钢为珠光体，过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图11—4为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表ll—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。 2．正火(工艺代号：5121) 正火是将铸钢件目口热到Ac3温度以上30～50℃保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图11—5为碳钢的正火温度范围示意图。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢，

其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。 正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。 3．淬火(工艺代号：5131) 淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac。或Ac＆#8226;以上)，保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。铸钢件淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能。图11—6为淬火回火工艺示意图。 铸钢件淬火工艺的主要参数： (1)淬火温度：淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。图11—7为铸钢件淬火工艺温度范围示意图。原则上，亚共析铸钢淬火温度为Ac。以上20～30℃，常称之为完全淬火。共析及过共析铸钢在Ac。以上30～50℃淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金铸钢件韧化处理。 (2)淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。为此，铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。否则不能获得马氏体组织及其相应的性能。但冷却速率过高易于导致铸件变形或开裂。为了同时满足上述要求，应根据铸件的材质选用适当的淬火介质，

铝合金铸件T6热处理工艺程序

铝合金铸件T6热处理工艺程序 铝合金T6处理是固溶处理加人工时效处理，不同成分的铝合金只要热处理是固溶处理加人工时效处理就可以称为T6处理，表明其热处理状态。 铝合金铸件T6热处理工艺程序：加热-保温-淬火-时效。 热处理前的准备(设备：铝合金固溶(淬火)炉)： 1、热处理前应检查热处理设备、控制系统及仪表等是否正常。 2、铸件在装炉前应干燥无油污，赃物、易爆，等处理的铸件应按合金牌号、外廓尺寸、铸件壁厚及热处理规范进行分类，不同牌号不应相混装炉。 3、形状易产生翘曲的铸件应放在专用的底盘或支架上，不允许有悬空的悬臂部分，大型铸件应单个放在专用架上装炉。 4、检查铸件性能的单铸或辅铸试棒应随零件一起同炉热处理，以决定反映铸件的性能。 加热及保温： 1、加热到设定温度后在保温期间应随时检查、校正炉膛各处温度(?℃)，防止局部高温或烧化。 2、在断电后短时间不能恢复时，应将在保温中的铸件迅速出炉淬火，等恢复正常后，再装炉、保温和进行热处理，其总的保温时间应稍许延长。 出炉冷却： 1、保温结束后，打开炉门放下料筐将铸件迅速降落到水池中，淬

入规定冷却介质中冷却。 2、淬火转移时间是指从铸件出炉到铸件全部淬入介质中，总的时间最好不超过15s。 铸件变形的校正： 1铸件变形应在淬火后立即校正，矫正模具和工具应在淬火前事先准备。 2根据铸件特点和变形情况选择相应的矫正方法，矫正时用力不宜过猛，要缓慢均匀。 时效操作：(设备：铝合金时效炉)： 1、需进行人工时效的铸件，应在淬火后尽快进行0.5h内进行时效处理。可将淬火后的料筐直接推到时效炉内，但产品的温度不得超过时效温度。 2、将自动控温仪表定温，然后送电加热，开动风扇。 3、保温时间到后，断开电源。

灰铸铁缺陷及预防措施

常见铸件缺陷及其预防措施 常见铸件缺陷及其预防措施(序+缺陷名称+缺陷特征+预防措施) 1气孔在铸件内部、表面或近于表面处，有大小不等的光滑孔眼，形状有圆的、长的及不规则的， 有单个的，也有聚集成片的。颜色有白色的或带一层暗色，有时覆有一层氧化皮。降低熔炼时流 言蜚语金属的吸气量。减少砂型在浇注过程中的发气量，改进铸件结构，提高砂型和型芯的透气 性，使型内气体能顺利排出。 2缩孔在铸件厚断面内部、两交界面的内部及厚断面和薄断面交接处的内部或表面，形状不规则， 孔内粗糙不平，晶粒粗大。壁厚小且均匀的铸件要采用同时凝固，壁厚大且不均匀的铸件采用由 薄向厚的顺序凝固，合理放置冒口的冷铁。 3缩松在铸件内部微小而不连贯的缩孔，聚集在一处或多处，晶粒粗大，各晶粒间存在很小的孔 眼，水压试验时渗水。壁间连接处尽量减小热节，尽量降低浇注温度和浇注速度。 4渣气孔在铸件内部或表面形状不规则的孔眼。孔眼不光滑，里面全部或部分充塞着熔渣。提 高铁液温度。降低熔渣粘性。提高浇注系统的挡渣能力。增大铸件内圆角。 5砂眼在铸件内部或表面有充塞着型砂的孔眼。严格控制型砂性能和造型操作，合型前注意 打扫型腔。 6热裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹（注要是弯曲形的），开裂处金属表皮氧化。严格控制 铁液中的S、P含量。铸件壁厚尽量均匀。提高型砂和型芯的退让性。浇冒口不应阻碍铸件收缩。 避免壁厚的突然改变。开型不能过早。不能激冷铸件。 7冷裂在铸件上有穿透或不穿透的裂纹（主要是直的），开裂处金属表皮氧化。8粘砂在铸件表面上，全部或部分覆盖着一层金属（或金属氧化物）与砂（或涂料）的混（化） 合物或一层烧结构的型砂，致使铸件表面粗糙。减少砂粒间隙。适当降低金属的浇注温度。提高 型砂、芯砂的耐火度。 9夹砂在铸件表面上，有一层金属瘤状物或片状物，在金属瘤片和铸件之间夹有一层型砂。严 格控制型砂、芯砂性能。改善浇注系统，使金属液流动平稳。大平面铸件要倾斜浇注。 10冷隔在铸件上有一种未完全融合的缝隙或洼坑，其交界边缘是圆滑的。提高浇注温度和浇 注速度。改善浇注系统。浇注时不断流。

低碳合金钢铸件热处理调质工艺

低碳合金钢铸件热处理调质工艺 材料：34CrNiMo 热处理进度---------时间记录曲线 淬火（℃）温度（℃） 860℃±10℃630℃±10℃ 均均 0.6min/mm 油 2min/mm 空 温温 0 时间（t） 0 时间（t） 工艺针对紫圣（TDS 4090-38513）标准 热处理性能要求： 直径或厚度屈服强度抗拉强度伸长率断面收缩率冲击功硬度值d≤100 800 1000 11 50 HB260-300 100≤d≤160 700 900 12 160≤d≤250 600 800 13 ＞250 540 735 13 1、装炉时：核对委托单位物流号、图件号、工件编号，工件与工件之间相互留有20～ 30mm间隙。 2、工件允许叠装，上层与下层之间要有20～30mm间隙。 3、同一批次编号装一炉，一炉装不下装两炉，以此类推，做好记号，同时，现场拍照备案。 4、对大件有效尺寸≥300mm时，升温到600℃～650℃时根据工件形状需作1～3h停留均热。 5、调质工件合格后，装盘按原顺序编号，待运。

材料：42CrMo ?80 热处理进度---------时间记录曲线 淬火（℃）温度（℃） 860℃±10℃620℃±10℃ 均均 0.6min/mm 油 2min/mm 空 温温 0 时间（t） 0 时间（t） 工艺针对紫圣（TDS 4090-38508e）标准 热处理性能要求： 直径或厚度屈服强度抗拉强度伸长率断面收缩率冲击功硬度值≤25 930 1000 11 41 25≤d≤100 700 900 12 HB240-280 100≤d≤250 600 800 13 ＞250 540 735 13 6、装炉时：核对委托单位物流号、图件号、工件编号，工件与工件之间相互留有20～ 30mm间隙。 7、工件允许叠装，上层与下层之间要有20～30mm间隙。 8、同一批次编号装一炉，一炉装不下装两炉，以此类推，做好记号，同时，现场拍照备案。 9、对大件有效尺寸≥300mm时，升温到600℃～650℃时根据工件形状需作1～3h停留均热。 10、调质工件合格后，装盘按原顺序编号，待运。

工程材料与热处理 第7章作业题参考答案

1. 铸铁分为哪几类？其最基本的区别是什么？ 答：按照碳的存在形态不同铸铁分三类：白口铸铁，碳主要以渗碳体形式存在，该类铸铁硬、脆，很少直接用；灰口铸铁，碳主要以石墨形式存在，该类铸铁因石墨形状不同而性能不同，用途不同；麻口铸铁，碳一部分以渗碳体形式存在另一部分以石墨形式存在，该类铸铁也硬、脆，很少直接用。 2.影响石墨化的因素有哪些？是如何影响的？ 答：（1）铸铁的化学成分对石墨化的影响: 碳和硅是强烈促进石墨化的元素；锰是阻碍石墨化的元素。它能溶于铁素体和渗碳体中,其固碳的作用,从而阻碍石墨化；硫是有害元素,阻碍石墨化并使铸铁变脆；磷是一个促进石墨化不显著的元素。（2）冷却速度对石墨化过程的影响： 冷却速度越慢，越有利于石墨化。 3.在生产中，有些铸件表面棱角和凸缘处常常硬度很高，难以进行机械加工，试问其原因是什么？ 答：由于结晶时表面棱角和凸缘处冷却速度快不利于石墨化的进行，形成的组织中存在大量的莱氏体，性能硬而脆，切削加工比较困难。 4.在铸铁中，为什么含碳量与含硅量越高时，铸铁的抗拉强度和硬度越低？ 答：因为碳和硅是强烈促进石墨化的元素，铸铁中碳和硅含量越高，越容易石墨化。而石墨与基体相比，其强度和塑性都要小得多，石墨减小铸件的有效承载截面积，同时石墨尖端易使铸件在承载时产生应

力集中，形成脆性断裂。 5.在铸铁的石墨化过程中，如果第一阶段（包括液相中析出一次石墨和奥氏体中析出二次石墨）、第二阶段（共析石墨）完全石墨化、部分石墨化、未石墨化，问它们各获得哪种组织的铸铁？ 答： 6.什么是孕育铸铁？如何进行孕育处理？ 答：经孕育处理后的铸铁称为孕育铸铁。孕育处理是在浇注前往铁液中加入少量的孕育剂，改变铁液的结晶条件，从而获得细珠光体基体加上细小均匀分布的片状石墨的工艺过程。 7.为什么说球墨铸铁是“以铁代钢”的好材料？其生产工艺如何？答：球墨铸铁析出的石墨呈球状，对金属基体的割裂作用比片状石墨小，使铸铁的强度达到基体组织强度的70～90%，所以球墨铸铁的抗拉强度、塑性、韧性不仅高于其它铸铁，而且可与相应组织的铸钢相媲美，特别是球墨铸铁的屈强比几乎比钢高一倍，一般钢的屈强比为0.3-0.5，而球墨铸铁的屈强比达0.7-0.8。在一般机械设计中，材料的许用应力是按照屈服强度来确定的，因此，对于承受静载荷的零件，

铸造常见缺陷及对策

球铁是近40年来我国发展起来的重要铸造金属材料。由于球状石墨造成的应力集中小，对基体的割裂作用也较小，故球铁的抗拉强度，塑性和韧性均高于其他铸铁。与相应组织的钢相比，塑性低于钢，疲劳强度接近一般中碳钢，屈强比可达0 7～0 8，几乎是一般碳钢的2倍，而成本比钢低，因此其应用日趋广泛。 当然，球铁也不是十全十美的，它除了会产生一般的铸造缺陷外，还会产生一些特有的缺陷，如缩松、夹渣、皮下气孔、球化不良及衰退等。这些缺陷影响铸件性能，使铸件废品率增高。为了防止这些缺陷的发生，有必要对其进行分析，总结出各种影响因素，提出防止措施，才能有效降低缺陷的产生，提高铸件的力学性能及生产效益。本文将讨论球铁件的主要常见缺陷:缩孔、缩松、夹渣、皮下气孔、石墨漂浮、球化不良及球化衰退。 1 缩孔缩松 1.1影响因素 (1)碳当量：提高碳量，增大了石墨化膨胀，可减少缩孔缩松。此外，提高碳当量还可提高球铁的流动性，有利于补缩。生产优质铸件的经验公式为Ｃ%+1/7Ｓｉ%>3 9%。但提高碳当量时，不应使铸件产生石墨漂浮等其他缺陷。 (2)磷：铁液中含磷量偏高，使凝固范围扩大，同时低熔点磷共晶在最后凝固时得不到补给，以及使铸件外壳变弱，因此有增大缩孔、缩松产生的倾向。一般工厂控制含磷量小于0 08%。 (3)稀土和镁：稀土残余量过高会恶化石墨形状，降低球化率，因此稀土含量不宜太高。而镁又是一个强烈稳定碳化物的元素，阻碍石墨化。由此可见，残余镁量及残余稀土量会增加球铁的白口倾向，使石墨膨胀减小，故当它们的含量较高时，亦会增加缩孔、缩松倾向。 (4)壁厚：当铸件表面形成硬壳以后，内部的金属液温度越高，液态收缩就越大，则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加，其相对值也增加。另外，若壁厚变化太突然，孤立的厚断面得不到补缩，使产生缩孔缩松倾向增大。 (5)温度：浇注温度高，有利于补缩，但太高会增加液态收缩量，对消除缩孔、缩松不利，所以应根据具体情况合理选择浇注温度，一般以1300～1350℃为宜。 (6)砂型的紧实度：若砂型的紧实度太低或不均匀，以致浇注后在金属静压力或膨胀力的作用下，产生型腔扩大的现象，致使原来的金属不够补缩而

球墨铸铁的热处理

球墨铸铁的热处理 目前球墨铸铁所采用的热出库工艺有：消除内应力的低温退火；高温石墨化退火；低温石墨化退火；正火与回火；淬火与回火；等温淬火等。球墨铸铁的表面淬火正在扩大应用。对球墨铸铁的化学热处理也在研究应用。 1 球墨铸铁消除内应力的低温退火 球墨铸铁与灰口铸铁比较，容易产生较高的内应力，一般高1-2倍，与白口铸铁的内应力差不多。 消除内应力低温退火的工艺过程是：将铸铁加热到Ac1以下某一温度，保温一段时间，然后随炉缓慢冷却使铸铁完全过渡到稳性温度范围，至200-250℃即出炉空冷。 球墨铸铁消除内应力的倾向性与金属基体有关，珠光体球墨铸铁比铁素体基体为小。例如当退火温度为600℃时，对于珠光体+铁素体和铁素体基体的球墨铸铁保温15小时后可完全消除内应力。而对于珠光体基体的球墨铸铁，要完全消除内应力保温时间长达63小时。但都比钢的消除倾向大。 在保温的前2-3小时内消除内应力的效果最为显著。退火温度愈高，则内应力消除的愈快，愈安全。 目前工厂一般按下述工艺进行：加热速度控制在60-120℃/小时的范围内。避免产生新的内应力。加热温度一般控制在550-650℃之间。对于珠光体基体的球墨铸铁，考虑到当加热温度超过600℃后，可能发生共析渗碳体的石墨化和粒化。所以加热温度适当降低为550-620℃为宜。保温时间为2-8小时。然后随炉缓冷（冷却速度为30-60℃/小时）至200-250℃出炉空冷。采用该工艺退火，可消除铸件中残余应力之90-95%。 2球墨铸铁的高温石墨化退火

球墨铸铁具有较大的向心倾向性。在生产过程中常常由于化学成分选择不当，球化剂加入量过多或孕育剂量不足而造成铸件中出项大量的奥氏体或自由渗碳体；有时由于球墨铸铁中磷量过高或磷的严重偏析倾向，甚至在含磷量为0.05%时就会出现磷共晶。当自由渗碳体和磷共晶总量超过3%时，就使铸件的机械性能变坏，加工困难。在这种情况下就必须采用高温石墨化的方法来予以消除。球墨铸铁高温石墨化退火的工艺是：将铸铁件加热至Ac3+(30-50℃)，保温一段时间进行第一阶段石墨化，然后根据对球墨铸铁基体要求的不同采用不同的冷却方式。加热温度一般为900-960℃。保温时间一般为1-4小时。 高温石墨化以后的冷却，则是根据对球墨铸铁基体的组织要求而定。如果要求获得高韧性的铁素体基体，则在高温保温待第一阶段石墨化完成后，随炉冷却到720-760℃保温进行第二阶段石墨化，以后再炉冷至600℃出炉空冷;也可以直接从高温缓慢冷却通过共析转变温度范围至600℃时出炉空冷，使奥氏体在缓慢冷却过程中直接分解为铁素体及石墨。这时球墨铸铁组织为铁素体+球状石墨。如果要求基体为珠光体，则高温保温后即出炉进行空冷。这时铸铁组织为索氏体型珠光体+少量片状铁素体〔＜10%〕+球状石墨。