<一>、球墨鑄鐵等溫淬火應(yīng)用

球墨鑄鐵以其特有的機(jī)械性能和低廉的成本受到人們的重視。對(duì)其進(jìn)行等溫淬火.是發(fā)揮球墨鑄鐵材料潛力最的一種熱處理方法。球墨鑄鐵等溫淬火后，可以獲得，同時(shí)具有較高的塑性、韌性。因而具有良好的綜合機(jī)械性能和。此外還具有變形小的特點(diǎn)。

球墨鑄鐵等溫淬火工藝與鋼的相似，即把鑄件加熱到臨界點(diǎn)Ac，以上30~50℃，經(jīng)時(shí)間保溫。使基體組織轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)成分均勻的奧氏體，然后將鑄件放到保持在MS點(diǎn)以上某一溫度的爐中，等溫停留一段時(shí)間。下貝氏體組織.隨后空冷。這樣可使零件的機(jī)械性能顯著.不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的變形扭曲等問(wèn)題。因此，目前受到機(jī)械制造業(yè)的重視和采用。

等溫淬火球墨鑄鐵件(ADI)具有強(qiáng)度、塑性和韌性都很高的綜合力學(xué)性能，大體上分為兩類(lèi)，即強(qiáng)度為1200~1600MPa的型和900~1200MPa、伸長(zhǎng)率為10%左右的型。由于其材料性能優(yōu)異，在歐美發(fā)達(dá)取得發(fā)展，貨車(chē)底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)和轎車(chē)曲軸等都成功應(yīng)用了ADI產(chǎn)品。近年來(lái)，在歐洲市場(chǎng)上，ADI在小轎車(chē)上的應(yīng)用量也越來(lái)越多，占整個(gè)ADI市場(chǎng)的32%；在市場(chǎng)上，重型和輕型貨車(chē)ADI件占整個(gè)ADI市場(chǎng)的比重達(dá)到51%。

在國(guó)內(nèi)汽車(chē)，ADI零件也了初步的應(yīng)用。湖北汽車(chē)齒輪廠為康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)ADI齒輪；東風(fēng)汽車(chē)有限公司了用于越野車(chē)底盤(pán)懸架，17個(gè)懸架類(lèi)零件由鑄鋼改成ADI，該系列零件總質(zhì)量由630.62kg，減少到380.66kg，減重率達(dá)39.6%；一汽集團(tuán)載重汽車(chē)的后鋼板彈簧支架和軍車(chē)齒輪殼罩蓋(羊角)和齒輪殼等已用ADI代替。目前，一汽鑄造公司已自行設(shè)計(jì)、建造了等溫淬火的熱處理基地。

<二>、球墨鑄鐵處理工藝

1、熔煉

目前較多使用的是沖天爐、電爐雙聯(lián)熔煉和中頻感應(yīng)電爐熔煉兩種方式。兩種方式各有其優(yōu)點(diǎn)和不足。沖天爐熔煉效率較高、鐵液純凈度高、流動(dòng)性好，但熔煉過(guò)程中使用的焦炭具有增硫作用，而且沖天爐鐵液出爐溫度相對(duì)較低，需使用電爐對(duì)其鐵液進(jìn)行加溫和吹氮脫硫，使得熔煉成本增加；單獨(dú)使用中頻感應(yīng)電爐熔煉，對(duì)原材料提出較。一方面，使用高純生鐵和碳素結(jié)構(gòu)鋼熔煉；另一方面，使用碳素結(jié)構(gòu)鋼加增碳劑熔煉。電爐熔煉不管采用哪種原材料的方式，鐵液的流動(dòng)性都不如沖天爐電爐雙聯(lián)熔煉的好。而且澆注后的產(chǎn)品容易出現(xiàn)縮松等鑄造缺陷。采用在鑄件厚大面增設(shè)外冷鐵或良好的補(bǔ)縮手段才能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品(也有的廠家采用高剛性鑄型實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自補(bǔ)縮)。

原材料在加入爐內(nèi)之前，要除銹烘干，避免鐵液內(nèi)含氣量超標(biāo)。原鐵液出爐前不要做除氣處理，以免帶入雜質(zhì)(如果用Al脫氧，產(chǎn)生高熔點(diǎn)Al2O3隨臟物排除的同時(shí)，部分的Al溶解入鐵液，不但破壞石墨球的生長(zhǎng)，還偏析到奧氏體的周界；如果用1號(hào)稀土脫氧，將使鐵液中稀土含量增加，球墨鑄鐵件有變脆的傾向)。鐵液出爐溫度1480~1500℃左右，不要超過(guò)1520℃或在1520℃左右長(zhǎng)時(shí)間停留，否則會(huì)使鑄件的致密度和力學(xué)性能明顯降低。因?yàn)檩^高的過(guò)熱度會(huì)造成近程有序結(jié)構(gòu)不可逆的松弛，即使采用優(yōu)良的孕育手段也很難奏效。

2、采用適量的球化劑和球化處理方法

采用稀土含量較低的球化劑。加入量適當(dāng)控制。因原鐵液含S量較低，球化劑的加入量一般情況下不應(yīng)該超過(guò)1.5%。如果鑄件中Mg或者RE的含量超過(guò)0.03%時(shí)，其離子有向晶界集中的傾向，使產(chǎn)品的脆性急劇增加。不管采用何種類(lèi)型球化劑只要能球化效果，其加入量越少越好。球化時(shí)采用包內(nèi)沖入法，球化劑和孕育劑上要覆蓋同類(lèi)的鐵屑，覆蓋量應(yīng)在5~8mm厚為宜。參與球化的鐵液不應(yīng)少于300kg。1~2t的鐵液，兩次倒入鐵水包為好，其他情況下應(yīng)一次孕育，直接倒入，避免中間環(huán)節(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

3、合理孕育

采用75Si-Fe，二次孕育，合理分配。依據(jù)鐵液重量多少確定孕育劑塊度大小。1t以下鐵液，孕育劑尺寸為15mm；1~2t鐵液，孕育劑尺寸為20mm；2t以上為30~40mm。孕育劑要純凈，不得有氧化層和其他贓物，表面要新鮮，使用前要烘干。有條件的生產(chǎn)廠家可以采用隨流孕育或者在澆注系統(tǒng)中放置大塊孕育劑，良好、孕育效果。

4、澆注

鐵液出爐到澆注成型整個(gè)過(guò)程要緊湊、協(xié)調(diào)，任何環(huán)節(jié)不得出現(xiàn)故障停止現(xiàn)象。整個(gè)過(guò)程宜在15min內(nèi)完成，時(shí)間越短越好。

5、熱處理

為了可能存在的碳化物和磷共晶；增加基體中鐵素體含量，提高韌、塑性；或減少鑄造應(yīng)力吼采用退火工藝、二次保溫方法。