铸铁热处理基本原理

铸铁热处理的基本原理
铸铁的热处理与钢的热处理有相同之处,也有不同之处。在热处理方面铸铁可以模仿钢的处理工艺。但是工艺参数方面由于石墨的存在,金属基体和化学成分的差异,使铸铁的热处理具有一定的特殊性,主要表现在以下几个方面。
1.铸铁是Fe—CSi三元素合金,其共析转变发生在一个相当宽的温度范围内。在这个温度范围内存在着铁素体+奥氏体+石墨的稳定平衡和铁素体+奥氏体+渗碳体的准稳定平衡。在共析温度范围内的不同温度都对应铁素体和奥氏体的不同平衡数量。这样只要控制不同的加热温度和保温时间,就可以获得铁素体和珠光体不同比例的基体组织。在较大幅度内调整铸铁的机械性能。
2.尽管铸铁总碳量很高,但是石墨化过程可使碳全部或部分以石墨形态析出,使她不仅具有近似低碳钢的基体组织,甚至可控制不同的石墨化程度,得到不同数量和形态铁素体与珠光体(或其他奥氏体转变产物)的混合组织。从而使铸铁通过热处理,即可获得机油相当于高碳钢的性能,又可获得相当于中.低碳钢的性能,而钢则没有这种可能性。
3.铸铁奥氏体及其转变产物的含碳量可以在一个相当大的范围内变化。控制奥氏体化温度和加热 保温 冷却条件,可以在相当大的范围内调整和控制奥氏体及其转变产物的含碳量,从而使铸铁的性能可在较大的范围内进行调整。
4.与钢不同,铸铁重石墨是碳的集散地。相变过程中,碳常需作远距离的扩散,而扩散速度又受温度条件和化学成分的影响,变化甚大,这对相变过程,相变速度和相变产物含碳量都会发生很大的影响。
5.热处理不能改变石墨的形态和分布特征,因而铸铁热处理的效果与存在铸铁基体重的石墨形态有密切的关系。对灰口铸铁石墨呈球状,削弱基体作用较小,因而凡能改变金属基体的各种热处理方法,对球墨铸铁件都非常有效。钢无石墨存在,则不存在这种影响。
二.加热时铸铁组织的转变
铸铁的铸态组织有三种:铁素体+石墨,铁素体+珠光体+石墨,珠光体+石墨。有时还含有少量的自由渗碳体存在。原始组织不同的铸铁在固态下加热时要发生不同的变化。
1.在临界温度(Ac1下限)熄火延时器以下加热时,铸态组织可能发生两种过程的转变,即共析渗碳体的
粒化与石墨化。加热速度愈慢,这两种过程进行的愈强烈;加热速度提高,共析渗碳体的分解速度增加,珠光体的苏亮减少。不锈钢表面钝化
2.在临界温度范围内加热时组织的转变:
当加热温度超过临界温度Ac下限时,即开始铁素体向奥氏体转变的相变过程,在临界温度范围内,铁素体 奥氏体 石墨(稳定态)或铁素体 医用镊子奥氏体 渗碳体(准稳定态)三相共存,随后加热温度的升高,奥氏体的数量逐渐增加,而铁素体数量相应减少,每一个温度都对应着一个平衡数值,直至加热到Ac上限温度,铁素体完全消失。
铁素体转变成奥氏体时所需的碳来自石墨,因此碳原子的扩散首先沿着晶界进行,然后扩散到铁素体晶内,从而造成了奥氏体生长围绕石墨呈放射状。
在临界温度范围内连续加热时,奥氏体的形成过程由以下主要环节所组成:在共晶团晶界处形核;核沿晶界及铁素体晶核内推移长大;石墨的溶解,碳原子向奥氏体结晶前沿扩散;铁原子自扩散重构;奥氏体成分的均匀化。
3 在临界温度以上加热时铸铁组织的转变.
当加热温度超过临界温度Ac上限时,则发生完全奥氏体化。
珠光体+石墨→奥氏体+石墨
铁素体+石墨→奥氏体+ck666石墨
以上两个转变过程,前者进行较快,后者较慢。这是由于硅的存在,使碳溶解重新向铁素体的扩散速度较慢,同时碳至奥氏体结晶前沿要作远离扩散的缘故。
当加热温度进一步升高时,石墨表层的一部分碳融入傲视体内,使奥氏体含碳量增加。不同温度下奥氏体含碳量沿稳定系状态图的极限溶解度线ES变化。加热温度的升高,同时引起奥氏体晶粒的长大和石墨的聚集。大蒜分瓣脱皮机
如果铸铁的原始组织中存在着自由渗碳体。则它在临界温度以上敬爱热时将发生分解:渗碳体→奥氏体+石墨,即高温石墨化。随着加热温度的升高,石墨化过程加速,分解出来的碳原子将沉积在附近的石墨上。
三.冷却时铸铁组织的转变
因热处理种类的不同,铸铁可以高于临界温度范围(高温石墨化退火 正火 淬火等),在临界温度范围内(部分奥氏体化正火)或低于临界温度范围(消除内应力退火 珠光体粒化草坪卷 回火等)进行冷却。由于加热温度(开始冷却的温度)和冷却速度(或过冷度)的不同,将可能获得不同的组织。
四.铸铁热处理的基本形式
1.除应力退火:消除或降低残余应力,并使其稳定化;
2.低温石墨化退火:使共析渗碳体石墨化与粒化,从而激昂地硬度,提高塑性和韧性,改善加工性能;
3.高温石墨化退火:消除自由渗碳体并降低硬度,提高塑性和韧性,改善加工性能;
4:正火与回火:提高硬度,强度性能,并具有一定的塑性和韧性,提高耐磨性。
5:淬火与回火:提高硬度.强度,增加耐磨性;
6:等温淬火,表面淬火,化学热处理等。

本文发布于:2024-09-21 22:55:41,感谢您对本站的认可!

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