球墨铸铁正火后要不要回火

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为客户生产球墨铸铁铸造件，技术要求是球化等级2级，珠光体大于70，硬度HB225-302。要求热处理:正火+回火。目前我们正火处理后硬度为HB229-292，这样是否还要回火？不回火的害处有哪些？

daka

正火处理后硬度为HB229-292，看起来在理想的硬度技术要求范围内。但正火+回火综合性能指标会有所提高，为国外客户生产汽车摇臂正火后不按工艺技术要求回火处理存在较大的风险。

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1.球墨铸铁的淬火并回火处理

    球墨铸造件作为轴承需要更高的硬度，常将铸铁件淬火并低温回火处理。工艺是：铸件加热到860-900℃的温度，保温让原基体全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250-350℃加热保温回火，原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织，原球状石墨形态不变。处理后的铸件具有高的硬度及一定韧性，保留了石墨的润滑性能，耐磨性能更为改善。

    球墨铸铁件作为轴类件，如柴油机的曲轴、连杆，要求强度高同时韧性较好的综合机械械性能，对铸铁件进行调质处理。工艺是：铸铁件加热到860-900℃的温度保温让基体奥氏体化，再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经500-600℃的高温回火，获得回火索氏体组织(一般尚有少量粹块状的铁素体)，原球状石墨形态不变。处理后强度，韧性匹配良好，适应于轴类件的工作条件。

    2.提高韧性的球墨铸铁退火

    球墨铸铁在铸造过程中此普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体，为提高铸铁件的延性或韧性，常将铸铁件重新加热到900-950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。过程中基体中的渗碳体分解出石墨，自奥氏体中析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体全转换为铁素体。

    若铸态组织由(铁素体＋珠光体)基体，以及球状石墨组成，为提高韧性，只需将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨，为此将铸铁件重新加热到700-760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷。

    3.提高球墨铸铁强度的正火

    球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，因此球墨铸件的强度提高。

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作为供应商不应该私自去更改客户的要求，因为你不知道客户的实际应用/使用工况条件，特别是仅仅作为热处理的第三方供应商；客户是要求回火的，既然明确要求而且你们也是这么的做的了就不应该取消,热处理最重要的并不是结果达到某个参数就合格，因为有相当一部分产品达到了检测要求但是还是存在各式问题，加工困难、力学性能不佳、变形等等。

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正火，又称常化，是将工件加热至Ac3（Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度，一般是从727℃到912℃之间）或Acm（Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 ）以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件，在正火后还需进行高温回火（550-650℃）高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力，提高韧性和塑性。

shimoxi

daka 发表于 2018-3-11 11:20
正火处理后硬度为HB229-292，看起来在理想的硬度技术要求范围内。但正火+回火综合性能指标会有所提高，为国 ...

我们生产的球铁曲轴、凸轮轴、齿轮坯、平衡轴等正火后不回火。连杆要回火，回火的目是调整硬度和珠光体量。

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球墨铸铁正火后回火的作用：改善韧度和消除或减少应力。回火温度是550-600C，回火温度小于550C，有可能进入回火脆性区。

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金属材料“四把火”
1.退火分再结晶退火、完全退火两种，前者是指将经过冷变形的材料升高到再结晶温度左右或以上，新的无应变晶粒在原变形晶粒的基础上重新形核和长大的工艺；后者是指将冷变形材料升高到奥氏体化A3温度以上并保温一段时间后缓慢冷却的工艺。退火后强度硬度大幅降低，但塑性韧性大幅度提高。
2.回火是将淬火过的材料重新加热到一定温度，使马氏体发生一定的分解或转变从而改变材料性能的工艺，分低、中、高三种回火。回火一般会导致强度和硬度有所降低，但会极大舒缓因淬火造成的内部温度不均与相变导致的残余应力，提高了塑性和韧性，从而获得较高的综合性能。

3.淬火是将材料加热到A3温度后保温一段时间实现完全奥氏体化后，以极快的冷却速度从高温冷却到发生马氏体相变的温度Ms以下的工艺。淬火后的材料强度硬度在所有热处理状态中最高，但塑性韧性最差。

4.正火是材料加热到A3温度后保温一段时间实现完全奥氏体化后，以冷却速度介于退火与淬火之间的数值进行冷却的工艺。其各项性能也就介于退火与淬火之间。

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球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。