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鑄鐵的熱處理后只能改變基體組織，不能改變石墨的形態，因而不可能明顯提高灰鑄鐵件的力學性能。灰鑄鐵的熱處理主要用于鑄件內應力和白口組織，穩定尺寸，改善切削加工性能，提高表面硬度和耐磨性等。 內應力退火 用以鑄件在凝固過程中因冷卻不均勻而產生的鑄造應力，防止鑄件產生變形和裂紋。其工藝是將鑄件加熱到500～600℃，保溫一段時間后隨爐緩冷至150～200℃以下出爐空冷，有時把鑄件在自然環境下放置很長一段時間，使鑄件內應力得到松弛，這種方法叫“自然時效”，大型灰鑄鐵件可以采用此法來鑄造應力。 石墨化退火 以白口組織，降低硬度，改善切削加工性能。方法是將鑄件加熱到850～900℃，保溫2～5小時，然后隨爐緩冷至400～500℃，再出爐空冷，使滲碳體在保溫和緩冷過程中分解而形成石墨。 表面淬火 提高表面硬度和延長使用壽命。如對于機床導軌表面和內燃機汽缸套內壁等灰鑄鐵件的工作表面，需要有較高的硬度和耐磨損性能，可以采用表面淬火的方法。常用的方法有高（中）頻感應加熱表面淬火和接觸電阻加熱表面淬火。[1] 牌號應用 按GB/T 9439－1988規定，根據直徑30mm單鑄試棒的抗拉強度，將灰鑄鐵分為六個牌號。灰鑄鐵的牌號是由“HT”（“灰鐵”兩字漢語拼音字首）和小抗拉強度σb值（用φ30mm試棒的搞拉強度）表示。例如牌號HT250表示φ30mm試棒的小抗拉強度值為250MPa的灰鑄鐵。設計鑄件時，應根據鑄件受力處的主要壁厚或平均壁厚選擇鑄鐵牌號。
耐熱球墨鑄鐵材料由于具有良好的力學性能、耐熱性能及高溫下抗氧化、抗疲勞性能等特點,正逐步取代某些鋼來制造耐熱模具,獲得了越來越廣泛的應用。本文研究了耐熱球墨鑄鐵模具材料的耐熱性能、抗高溫氧化性能、抗疲勞性能及耐磨性能,為其在代替傳統鑄鍛鋼生產沖壓件模具等方面提供了重要的理論和實踐依據。 采用正交實驗法優化了材料中合金元素Si、Mn、Cr的佳配比;利用光學顯鏡觀察了球墨鑄鐵的金相組織;利用HB-3000型布氏硬度計測量了球墨鑄鐵的硬度;通過CSS-44000型電子試驗機對材料的拉伸性能進行了表征;采用氧化增重法衡量了材料的抗高溫氧化性能;觀察熱疲勞裂紋的SEM照片分析了材料的抗熱疲勞性能;使用MG-2000型摩擦磨損試驗機,考察了干摩擦條件下材料的摩擦磨損性能,綜合分析了合金元素的添加比例、施加載荷、磨損時間對材料摩擦磨損性能的影響,探討了其磨損失效機理。 結果表明:綜合考慮力學性能、耐熱性能、耐磨性能等方面的重要性,優化合金元素配比為Si5.5 wt.%、Mn0.6 wt.%、Cr0.8 wt.%;不同含量的合金元素對材料組織的影響也有所區別,合理控制合金元素添加量,能夠獲得抗氧化性能、抗疲勞性能好的球墨鑄鐵;摩擦磨損工藝參數的不同,摩擦質量損失和摩擦系數也有所不同。
在電爐灰鐵鐵水中通過加入增S劑形成一定量的MnS，作為異質核心，提高孕育效果，這從理論來說是正確的，但是近年來大多數文獻資料所說，電爐高牌號灰鐵的含S量需控制在0.05-0.10%比較合適，然而許多工廠的實踐證明，當含Mn量在1%左右時，若鑄件成分分析含S量超過0.05%，鑄件就開始產生縮孔缺陷，當含S量超過0.07%時就會發生批量縮孔，這種現象如何解釋呢？ 灰鑄鐵中的S有兩種存在形式，一種是單質，另一種是化合狀態的MnS，灰鐵中起結晶核心作用的硫，主要是化合狀態的MnS，我們現在的化驗手段（無論是化學分析還是光譜分析），都只能分析出鑄件和鐵水中單質狀態的S，而以化合狀態（MnS）存在的S是化驗不出來的。當單質S含量超過0.05%時，化合態的S含量就比較高了，此時的鐵水中： MnO+FeS=MnS+FeO，FeO+C=Fe+CO,或2FeO+C=2Fe+CO2,這時鐵水在凝固過程中就在析出CO或CO2的同時產生部分棕色的MnS粉沫，形成鐵渣反應氣縮孔。只要具備一定的條件，這種氣縮孔，不僅在電爐鐵水也在沖天爐鐵水中發生。其實我們在電爐熔化過程中，已經增加了一部分硫，這些硫來自于：由回爐的澆注系統帶來，澆注系統中的硫磷含量遠高于鑄件中的含量;生鐵中的硫，一般生鐵中的硫含量是不高的，而我們購買的普通生鐵上面都攜帶不同程度的爐渣（拉圾），我們是不會化驗的，但這些拉圾卻含有較高的硫磷，會帶入爐內;廢鋼和生鐵等爐料的鐵銹，氧化鐵含量較高，進入鐵水中會增加硫的吸收率。在這樣的情況下，如果我們再補加硫化鐵來增S,就過分了。實際生產高牌號灰鑄鐵件時，鐵水中的單質S控制在0.03-0.05%之間為妥
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