可鍛化退火，是將白口鐵放在砂箱中或有保護氣體的爐子內進行將脆硬的白口鑄鐵轉變成韌性和塑性較好的可鍛鑄鐵的熱處理工藝。退火工藝過程可分為兩個階段。第一階段是在900一1050℃保溫，使共晶滲碳體石墨化，第二階段是在稍低於Ar1(720℃左右)的溫度，一般為680℃溫度下作較長時間的保溫(約為10～50小時)，以使二次滲碳體及共析滲碳體石墨化。
基本介紹
- 中文名：可鍛化退火
- 外文名：malleablizing annealing
- 定義：將白口鑄鐵轉變成可鍛鑄鐵
- 按照基體：鐵素體、珠光體和馬氏體
- 按照基體為：黑心和白心可鍛鑄鐵
- 技術類型：金屬加工
概述,製造技術,技術及操作,技術要求,操作注意事項,套用,
概述
將白口鑄鐵轉變成可鍛鑄鐵的退火工藝。按照基體組織不同可分為鐵素體、珠光體和馬氏體3種可鍛鑄鐵。按照熱處理條件和斷口組織顏色不同，可分為黑心和白心可鍛鑄鐵。前者的強度較低，但塑韌性較好，套用較廣泛。中國有8個品種可鍛鑄鐵。可鍛鑄鐵實際上並不可鍛造，且石墨化退火時間長，有為球墨鑄鐵取代的趨勢。但前者質量較穩定，鐵水易處理，成本較低，適應性較強，可取代部分鑄鋼和有色合金鑄件，在汽車、拖拉機和建築業中得到了廣泛套用。
有時為了提高可鍛鑄鐵的耐磨性和力學性能等，可通過獲得不同基體組織來實現。在900～950℃溫度的第一階段石墨化過程，使自由滲碳體充分消除；控制第二階段的停留時間，調整臨界區的冷卻速度，隨著冷卻速度增加(空冷、風冷、霧冷、油冷等)，可使基體組織分別獲得珠光體、索氏體、馬氏體；如果第一階段石墨化完成後，控制第二階段停留時間，僅使部分共析滲碳體進行石墨化。緩慢冷卻後，可以獲得比例不同的珠光體、鐵素體和石墨混合組織。如果快速冷卻，隨其冷速增加，可以獲得索氏體或馬氏體與滲碳體及石墨混合組織。
製造技術
製造可鍛鑄鐵的主要技術，是先得到白口鐵組織和其後的退火工藝制度。因此，鐵水的化學成分應保證鑄件斷面生成白口鐵組織，鑄造性能要好，力學性能符合要求，可鍛化退火時間要短。白口鑄鐵的化學成分主要有碳C,鉻Cr,鉬Mo,矽Si,錳Mn,釩V和銅Cu等7種化學元素，利用其鑄造性能好這一特點，進一步製造可鍛鑄鐵。
可鍛化鑄鐵的兩個階段，第一階段的加熱溫度愈高，愈有利用石墨化的進行。但當溫度超過1080℃時，將得到不利的石墨形狀。因而其退火溫度應不超過1000℃。在第二階段中，由於從高溫冷卻到Ar1(720℃)以下時，發生珠光體轉變，要使共析滲碳體轉變成石墨，需要更長的保溫時間。為加速其可鍛化的進行，可使鑄件從第一階段退火溫度以200～300℃/小時的速度冷到770℃後，再以極緩慢的冷速(2～3℃/小時)冷卻到略低於720℃。這樣可避免發生珠光體的轉變，而使奧氏體直接分解為鐵素體和石墨。這種退火獲得的組織為鐵素體+團絮狀石墨。也可在第一階段保溫後，直接進行緩慢冷卻到室溫，在冷卻過程中發生珠光體轉變。這樣得到的組織將是珠光體基體上分布著團絮狀石墨。
技術及操作
技術要求
1）可鍛化退火後，白口鑄鐵中的碳化物轉變成團絮狀石墨。
2）鑄鐵件的韌性和塑性可不同程度提高，根據產品的具體使用性能要求，調整退火冷卻速度。
3）嚴格控制兩個階段退火條件，控制反應進行
操作注意事項
該工藝主要用於將白口鑄鐵製備成可鍛鑄鐵
1)製取黑心可鍛鑄鐵的加熱速度，一般以100～150。C/h為宜。如果裝爐量過大，可以適當放慢加熱速度。
2)黑心可鍛鑄鐵加熱時，應在中性氣氛爐中或掩埋在中性物質(如砂子、鑄鐵屑等)中進行；也可用石墨粉掩埋裝箱加熱。
3)可鍛化退火加熱溫度，推薦在900～950。C的溫度範圍內，保溫時間以30～40h為宜。
4)高溫保溫後，應隨爐快冷到730℃左右保溫10～12h，最後再緩慢冷卻到室溫出爐。
由於石墨化第一階段充分進行以消除自由滲碳體；控制石墨化第二階段，使其部分進行或完全抑制，可獲得珠光體及鐵素體或完全珠光體基體。
有效控制石墨化第二階段：縮短在730～780。C溫度區間的保溫時間；加快通過臨界區時的冷卻速度；或改變石墨化第一階段結束後的冷卻速度等方法。
套用
可鍛化退火主要套用於可鍛鑄鐵的製造，其製作過程是先鑄造成白口鑄鐵，再進行可鍛化退火將滲碳體分解為團絮狀石墨。可鍛鑄鐵的顯微組織由團絮狀石墨+金屬基體組成。基體組織有鐵素體、珠光體和珠光體+少量鐵素體三種，相應的斷口分別呈黑灰色、白色和心部亮白色，故依次稱黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。由於鑄鐵的強度和硬度升高，顯微組織得到改善，因此具有良好的潤滑性和抗咬合抗擦傷的能力。廣泛用於製造工具機導軌、汽缸套、活塞環、凸輪軸等零件
石墨化第一階段結束後隨著冷卻速度的增大(空冷、吹風、噴霧、油冷等)，可鍛鑄鐵的基體可為珠光體、細片狀珠光體、馬氏體等，從而能夠滿足提高耐磨性的要求。可鍛鑄鐵經快冷後應進行適當溫度的回火，以消除應力及穩定尺寸。
