球墨鑄鐵退火工藝在熱處理過程中使用較多的是:消除內(nèi)應力退火、高溫退火和低溫退火三種。
一、球墨鑄鐵消除內(nèi)應力退火
球墨鑄鐵管通過在75~100℃/h的速度加熱到500~ 600℃,根據(jù)鑄件壁厚可按每25mm保溫1h來計算,而后空冷。這種方法消除鑄件90%~95%的應力,可提高鑄件的塑性及韌性,但組織并沒有發(fā)生明顯改變。
二、高溫退火
將球墨鑄鐵加熱到900~ 950℃,保溫1~4h,進行一階段石墨化,然后爐冷至720~780℃,保溫2~8h,進行二階段石墨化。如果在900~950℃保溫后爐冷至600℃空冷,則由于二階段石墨化沒有進行,將得到珠光體球墨鑄鐵。由于用Mg處理的球墨鑄鐵形成白口的傾向較大,鑄態(tài)組織中常出現(xiàn)萊氏體和自由滲碳體,因此使鑄件脆性上升,硬度升高,切削性能惡化。特別是當鑄件厚薄不均勻時,薄壁處極易出現(xiàn)白口,使其變脆,不便加工。為消除白口,獲得高韌性的鐵素體球墨鑄鐵,需進行高溫石墨化退火,具體工藝如圖a所示,此時只完成了石墨化的一階段,得到的是珠光體為基體的。若按如圖b所示的工藝進行熱處理,也就是在石墨化一階段完成后,進行二階段石墨化,根據(jù)此階段保溫時間長短可以得到不同的鐵索體及珠光體的比例。如果進行完全,可得到以鐵素體為基體的球墨鑄鐵,這種鑄鐵具有高的韌性,伸長率可達到5%~25%,這種高韌性球墨鑄鐵多用于代替可鍛鑄鐵和低碳鋼制作工件。
三、低溫退火
將球墨鑄鐵加熱到720~760℃,保溫3~6h,然后隨爐緩冷至60℃出爐空冷,使珠光體中滲碳體發(fā)生石墨化分解。當鑄態(tài)球墨鑄鐵組織中只有鐵素體、珠光體及球狀石墨而無自由滲碳體時,為了獲得高韌性的鐵素體球墨鑄鐵,可采用低溫退火。