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一、灰鑄鐵熱處理常識
這幾天，在老陸的快手直播中，有些朋友在諮詢灰鑄鐵的熱處理問題，今天，咱們把把這個問題，集中回答一下。
灰鑄鐵採用熱處理工藝的比較少。這是因為熱處理只能改變灰鑄鐵組織不能改變石墨狀態，因此也不能消除片狀石墨對灰鑄鐵的有害作用。灰鑄鐵進行熱處理，只適用於消除鑄件應力，穩定尺寸及消除白口組織，降低硬度改善加工性能方面。另外，為了增加表面硬度和耐磨度，也會採取淬火工藝。
一般情況，HT200以下的牌號做熱處理的情況比較少。只要工藝控制行當，鑄態就能生產出非常優質的灰鑄鐵。
灰鑄鐵的熱處理主要目標是消除應力的退火與消除白口的退火。
而退火雖然能提高其他性能，但會降低灰鑄鐵的硬度。因此，對灰鑄鐵進行熱理，需要綜合考慮各種性能的變化後，再採取的措施。
下面我們來看灰鑄鐵的熱處理操作工藝
1、 去應力退火
鑄件在鑄造冷卻過程中,由於各部位冷卻速度不同,容易產生內應力,可能導致鑄件翹曲和裂紋,為了保證尺寸穩定性,防止變形,對一些形狀複雜的鑄件,如床身、汽缸體、汽缸蓋等,需進行消除內應力退火。其規範一般為:加熱溫度 500~550℃,加熱速度60~120℃/h,經保溫一定時間（每10毫米截面保溫一小時）後爐冷到150~220℃出爐空冷。
應當指出，若退火溫度超過560℃或保溫時間過長，會引起石墨化，使鑄件的強度與硬度降低，是不適宜的。
2、 消除鑄件白口退火
鑄件冷凝時，在表面或某些薄壁處，由於冷卻速度較快，很容易出現白口組織，使鑄件的硬度和脆性增加，造成切削加工的困難和使用時易剝落。此時就必須將鑄件加熱到共析溫度以上，進行消除白口的軟化退火。
消除白口的軟化退火，一般是把鑄件加熱到850-950℃，保溫2-5小時，使共晶滲碳體發生分解，即進行第一階段石墨化，然後又在隨爐緩慢冷卻過程中使二次滲碳體及共析滲碳體發生分解，即進行中間和第二階段石墨化，待隨爐緩冷到500-400℃時，再出爐空冷，這樣就可獲得鐵素體或鐵素體-珠光體基體的灰口鑄鐵，從而降低了鑄件的硬度，改善了切削加工性。若採用較快的冷卻速度，使鑄件不發生第二階段石墨化，則最終就獲得珠光體基體的灰口鑄鐵，增加了鑄件的強度和耐磨性。
3、 表面淬火
有些鑄件,如工具機導軌表面、汽缸內壁等需要提高表面硬度及耐磨性,常進行表面淬火處理,如高頻感應加熱表面淬火、接觸電阻加熱表面淬火等。
表面淬火的目的是提高灰口鑄鐵件的表面硬度和耐磨性。表面淬火的方法有高頻感應加熱表面淬火、火焰加熱表面淬火及接觸電熱表面淬火等。
（1）感應加熱表面淬火
原理：把工件放入由空心銅管繞成的感應器（線圈）中，感應器中通入一定頻率的交流電以產生交變磁場，於是工件內就會產生頻率相同、方向相反的感應電流。
分類：（按電流頻率劃分）
A． 高頻感應加熱：200-300KHz
B． 中頻感應加熱：500-10000Hz
C．工頻感應加熱：50Hz
D． 超音頻感應加熱：20-40KHz
(2) 火焰加熱表面淬火
它是以高溫火焰為熱源的一種表面淬火法。常用的火焰為乙炔-氧火焰（最高溫度3200℃）或煤氣-氧火焰（最高溫度2000℃）。高溫火焰將工件表面快速加熱到淬火溫度，再隨即噴水快速冷卻。
(3) 電熱表面淬火
原理：用一個電極與欲淬工件表面緊密接觸，形成迴路，通以低壓（2-5V）大電流（400-750A）的交流電，以產生的電阻熱將工件加熱至淬火溫度。
二、HT250牌號熱處理常見問題
1.HT250如何用熱處理提高硬度
為了提高灰口鑄鐵的表面硬度和耐磨性，可對其進行表面處理，即火焰表面淬火，高、中頻表面淬火。其加熱溫度在850～950℃，考慮到其導熱性差，因此加熱速度不宜太快，否則會產生熔化和淬火裂紋缺陷，高頻淬火要求鑄鐵芷火後基體組織主要為珠光體，冷卻採用噴水或噴聚乙烯醇水溶液，回火溫度在200～400℃範圍內，硬度在40～50HRC，可確保表面的硬度和耐磨性
2.用電阻爐對HT2520進行熱處理怎樣操作？
灰口鑄鐵的淬火與回火，其組織的變化與鋼基本上相同，但因鑄件的原始組織和鑄件中的石墨分布狀況和粗細的不同，這些因素對熱處理有明顯的影響，故它的加熱、保溫與冷卻不同於鋼的熱處理。
（1）加熱鑄鐵的淬火加熱溫度應在830~900℃，當其基體組織為鐵素體時，應取上限，而基體組織為珠光體時，應取下限。
（2）保溫保溫時間亦應根據基體組織而定，當原始組織為珠光體時，其保溫時間需要充分保證工件各部分加熱到指定溫度即可。如果原始組織是珠光體+鐵素體或為鐵素體時，保溫時間就必須保證石墨溶解到奧氏體中去，使其達到飽和程度。故應根據基體的不同，其保溫時間應為0.5~3h。但保溫時間再長不會增加奧氏體中的溶碳量，也不能改善淬火的效果，故沒有必要再延長保溫時間。
（3）冷卻為了使鑄件在淬火時能夠獲得馬氏體組織，而又保證工件不至淬裂或產生過大的變形，應該選擇適合的淬火介質。由於鑄鐵中的石墨存在（特別是粗片狀石墨），容易造成應力集中而造成淬火裂紋，故鑄鐵一般都採用油作淬火介質，這裡應當說明的是：鑄件淬火後的絕對硬度值一般不超過HB500，只有在極少數的情況下，即在良好的原始組織與含有適當的合金元素時才可能達到HB600。淬火件的回火應在淬火後立即進行，而回火溫度應根據工件的具體要求而定。一般的低溫（250℃以下）回火，其主要目的是消除淬火應力，減低脆性；高溫回火（500~600℃），是為了得到以索氏體為基體的組織。大約從200℃開始，提高回火溫度，會逐漸降低硬度、強度，而提高塑性。灰口鑄鐵的等溫淬火，現在也獲得了廣泛應用，其操作方法與鋼的等溫淬火相似。
三、HT200鑄件熱處理方法規範
1、消除應力退火（或稱人工時效） ：消除鑄造後存在於鑄件內部的殘餘應力。常需進行消除應力退火：（殘餘應力可能引起鑄件翹曲和裂紋）一般為500-550℃。加熱溫度越高，應力消除越快。溫度越高會發生石墨化和珠光體化，降低性能。保溫時間一般按5 min/mm計算。後以 30-50 ℃、min速度隨爐冷到150-200℃出爐，空冷。
為消除或減小鑄件的內應力，對於不進行其他熱處理的鑄件可進行自然時效或人工時效:自然時效：在常溫下放置6-12個月以上。如大型床身的時效一般都採用這種方法。但生產效率低。消除內應力也很有限。一般都採用人工時效（消除應力退火）。
2、灰口鑄鐵軟化退火和正火工藝：鑄件表面由於冷卻較快而形成一層很薄的白口層硬度高難以加工，常用熱處理工藝為：軟化退火通常採用900-950℃。退火保溫時間為2-3h。然後爐冷。緩慢爐冷過程中，A分解為F+石墨，而快速冷卻A變為P+石墨。所以正火後的組織為P+石墨。
3、灰口鑄鐵的淬火與回火：灰口鑄鐵很少採用淬火與回火。常用等溫淬火代替淬火與回火，等溫淬火得到更高的力學性能。鑄鐵的組織為石墨分布在基體上，熱處理不能改變石墨的形狀，要提高強度只能通過熱處理強化基體的方法來達到。實際上淬火與回火常用於提高耐磨性和及疲勞極限。
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