球墨鑄鐵由于具有良好的強(qiáng)韌性，因而作為結(jié)構(gòu)材料已廣泛的應(yīng)用。近十余年來，馬氏體基體球墨鑄鐵、貝氏體基體球墨鑄鐵及馬氏體一貝氏體基體球墨鑄鐵作為材料也已被廣泛應(yīng)用于磨球、襯板、錘頭及過流部件等件。因此，球墨鑄鐵熱處理已成為提高這些件壽命的重要途徑。

球墨鑄鐵件熱處理與鋼的熱處理基本相似，但由于有石墨相的存在，而且其含硅量較高，因此，又有它本身的特點(diǎn)。

(1)球墨鑄鐵是多元合金，主要是鐵一碳一硅當(dāng)、元素，因此，可以近似用Fe-C-Si三元合金相圖來研究其固態(tài)相變過程。與鋼不同，球墨鑄鐵共析轉(zhuǎn)變是發(fā)生在一個(gè)相當(dāng)寬的溫度范圍內(nèi)，攔日之個(gè)溫度范圍內(nèi)同時(shí)存在著鐵素體、奧氏體和石墨(或滲碳體)三相的穩(wěn)定(或介穩(wěn)定)平衡。在馬氏體轉(zhuǎn)變的各個(gè)不同溫度不鐵素體和奧氏體有不同的含碳量，所以，控制不同的加熱溫度和保溫時(shí)間，淬火(正火)后可以獲得不同比例的鐵素體和馬氏體(珠光體)，從而可以大幅度調(diào)整球墨鑄鐵的力學(xué)性能。需要指出，在這個(gè)溫度區(qū)間加熱所的鐵素體，其冷卻后的形態(tài)多為條塊狀、破碎狀和網(wǎng)狀，與通常的牛眼狀鐵素體不同。這種形態(tài)的鐵素體有利于塑性和韌性的提高。

(2)球墨鑄鐵化學(xué)成分對(duì)其臨界溫度有很大的影響。由于對(duì)球墨鑄件性能要求不同，其含硅量的變化也較大，而硅對(duì)臨界溫度范圍的影響是很大的。一般來講，含硅量提高1%可提高共析轉(zhuǎn)變的上臨界點(diǎn)約40℃，可提高其下臨界點(diǎn)約30℃。由此可見：在加熱時(shí)，硅對(duì)上臨界點(diǎn)的影響比下臨界點(diǎn)的影響為大，同時(shí)硅也促使共析轉(zhuǎn)變的臨界溫度范圍變寬。而錳卻降低共析轉(zhuǎn)變穩(wěn)定，錳含量增加100，加熱時(shí)臨界點(diǎn)降低15~18℃，冷卻時(shí)臨界點(diǎn)降低40~50℃。對(duì)于普通球墨鑄鐵與馬氏體球墨鑄鐵，由于錳含量控制較低，故錳對(duì)共析轉(zhuǎn)變臨界溫度的影響可忽略不計(jì)。但對(duì)以硅、錳為主要合金元素的貝氏體球墨鑄鐵，錳的影響不可忽略。

(3)在熱處理過程中，球狀石墨作為球鐵中的一個(gè)相，也參與相變過程。石墨的存在相當(dāng)于一個(gè)“貯碳庫”，在加熱時(shí)，球狀石墨表面的碳會(huì)部分溶入奧氏體中，供應(yīng)其平衡所的碳量，加熱溫度愈高，球狀石墨溶入奧氏體的碳量愈高，故可以通過控制加熱溫度來控制奧氏體的含碳量。淬火冷卻后可以含碳量不同的馬氏體。而奧氏體化后的球墨鑄鐵在共析轉(zhuǎn)變溫度以下緩慢冷卻時(shí)又會(huì)析出石墨，或沉積在原有石墨表面上，或形成退火石墨。如冷卻速度較快時(shí)，其將沿奧氏體晶界析出網(wǎng)狀滲碳體。

從上述球墨鑄鐵熱處理相變特點(diǎn)來看，熱處理時(shí)加熱溫度的選擇是相當(dāng)重要的。由于球墨鑄鐵含硅量較高，其共析轉(zhuǎn)變臨界溫度較高，同時(shí)石墨的導(dǎo)熱性較差，故石墨向奧氏體中的溶解較滲碳體困難。因此，球墨鑄鐵熱處理時(shí)，加熱溫度較高，保溫時(shí)間也較長(zhǎng)。隨著奧氏體化溫度的提高，奧氏體含碳量增加，如圖3所示。而隨著奧氏體化溫度奧氏體溶碳量增加，則淬火冷卻后殘余奧氏體數(shù)量也較多。球墨鑄鐵在不同加熱溫度下淬火，經(jīng)過250℃回火后其硬度和沖擊韌性，隨著奧氏體化溫度升高，其硬度趨向提高，沖擊韌性趨向降低。不過奧氏體化溫度進(jìn)一步提高，其硬度與沖擊韌性降低的趨勢(shì)則趨向緩和。

【二】、球墨鑄鐵球化不良的原因

（1）球化不良特征：在鑄件或試棒斷面上分布有明顯可見的小黑點(diǎn)，愈往中心愈密。金相組織中。有聚集分布的厚片狀石墨原因分析：

1、原鐵液硫含量過高

2、鐵液氧化

3、殘余球化劑量不足4反球化元素的干擾

防止方法：

1、盡量選用低硫的焦炭和鐵。若原鐵液含硫量過高，應(yīng)采用爐內(nèi)、爐外脫硫或相應(yīng)提高球化劑的加入量。交界鐵液要分離干凈，灰鑄鐵的鐵掖不應(yīng)混入球墨鑄鐵中。球化處理時(shí)，防止?fàn)t渣出到澆包中。

2、操作中嚴(yán)防鐵液氧化

3、熔制配比適當(dāng)、成分穩(wěn)定的中間合金，并采用合適的處理溫度，注意球化處理操作。防止鐵液與合金作用過分激烈或“結(jié)死”在包底。

4、鎂球墨鑄鐵中。加人少量的稀土，可中和反球化元素的干擾

（2）球化衰退

特征：球墨鑄鐵鐵液，停留時(shí)間后，球化效果會(huì)消失

原因分析：

鐵液的殘余鎂量和殘余稀土量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)逐漸減少，過了時(shí)間后。球化劑殘余量已減少到不足以鑄件球化時(shí)，就造成球化衰退。