鑄鐵在固態(tài)范圍內(nèi)通過(guò)加熱和冷卻也有相變的發(fā)生。由此可見(jiàn)鑄鐵是具備熱處理的條件的。另一方面,鑄造出來(lái)的工件直接使用往往不能符合要求。例如,一些鑄件硬度很高,妨礙機(jī)械加工(如刨削等),有時(shí)甚至因太硬而不能加工,為此必須降低它的硬度,使其有利于機(jī)械加工的進(jìn)行。又如,有些鑄件要在震動(dòng)或沖擊甚至要在交變負(fù)荷狀態(tài)下工作,而鑄鐵本身則是又硬又脆,強(qiáng)度很低,當(dāng)然不能在這樣的條件下使用。為此就要使它變得堅(jiān)韌有力。這樣就必須用熱處理來(lái)改變它原來(lái)的性能,使它符合使用狀態(tài)的要求。
鑄鐵進(jìn)行熱處理的必要性主要有以下幾點(diǎn):
①鑄鐵經(jīng)過(guò)各種熱處理以后,性質(zhì)就要發(fā)生變化,退火后變軟,淬火后變硬,或者熱處理后使其更加堅(jiān)韌有力,從而使鑄鐵的性能更加符合使用要求。例如,白口鑄鐵性硬而脆,但是當(dāng)給予它石墨化退火而變?yōu)榭慑戣T鐵時(shí),它就變得軟而堅(jiān)韌有力了,甚至可以承受沖擊力的作用。
②熱處理能夠減少或者消除某些鑄造上的缺陷。例如,鑄件上某些部分帶有白口,鑄件太硬、太脆,或者鑄件本身有很大的內(nèi)應(yīng)力,這些缺陷都可以用熱處理的方法來(lái)減少或者消除。
③熱處理可以降低鑄件的硬度,使它容易加工。所有鑄件很大部分都要進(jìn)行機(jī)械加工,如果鑄件太硬,勢(shì)必對(duì)加工造成困難。為此,可以用熱處理(退火)的辦法來(lái)降低硬度,以便機(jī)械加工。
鑄鐵熱處理時(shí)有如下的特點(diǎn):
(1)鑄鐵里面有很多石墨,這些石墨對(duì)鑄鐵的熱處理有如下的影響。
①使鑄鐵產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中,容易造成鑄件在淬火過(guò)程中的裂紋。球墨鑄鐵由于石墨呈球狀分布,內(nèi)應(yīng)力比普通灰口鑄鐵為小,淬火裂紋的可能性也大為減小。
②石墨減低了鑄件的導(dǎo)熱性,這樣將使鑄件在加熱或者冷卻過(guò)程中各部分溫度不均勻,因而增加了應(yīng)力。所以鑄件在加熱的時(shí)候應(yīng)比鋼為慢,并且要在處理的溫度下停留較長(zhǎng)時(shí)間,以便使鑄件內(nèi)外各部分達(dá)到均勻一致的溫度。
(2)鑄件形狀復(fù)雜,斷面尺寸很不均勻,會(huì)產(chǎn)生以下影響。
①厚度不同的斷面上基體組織是不相同的,因而也給熱處理帶來(lái)困難。