一、球墨鑄鐵管退火工藝

球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的熱(re)處理可以像鋼一(yi)樣，凡能改變(bian)(bian)金屬基體的各種熱(re)處理方法，對球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)均有效，其(qi)加(jia)熱(re)冷卻過程中的相變(bian)(bian)原(yuan)理也與鋼相似。一(yi)般可以進行退火(huo)(huo)、正(zheng)火(huo)(huo)、淬火(huo)(huo)、回(hui)火(huo)(huo)、調質等處理。球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)的退火(huo)(huo)主要包(bao)括(kuo)消(xiao)除內應力(li)退火(huo)(huo)、低溫石(shi)墨(mo)化退火(huo)(huo)和(he)高溫石(shi)墨(mo)化退火(huo)(huo)。球墨(mo)鑄(zhu)(zhu)鐵(tie)退火(huo)(huo)溫度是根據不同工藝(yi)和(he)情況而定的。

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1、消除內應力退火

由于(yu)球墨鑄鐵(tie)的(de)(de)彈性模量比(bi)灰鑄鐵(tie)高，所以鑄造后產生(sheng)的(de)(de)內應(ying)力(li)要比(bi)灰鑄鐵(tie)高1～2倍。如果用(yong)(yong)球墨鑄鐵(tie)制造形狀復雜的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)，產生(sheng)的(de)(de)內應(ying)力(li)會(hui)更大(da)。在加工和使用(yong)(yong)過程中，隨(sui)著(zhu)應(ying)力(li)的(de)(de)逐漸(jian)釋放，零(ling)件(jian)(jian)會(hui)產生(sheng)變形，影響(xiang)零(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)精度和使用(yong)(yong)性能。因此，對(dui)于(yu)不再進行其他熱處理的(de)(de)鑄件(jian)(jian)，都應(ying)進行消(xiao)除內應(ying)力(li)退(tui)火。

鐵(tie)(tie)素體球(qiu)墨鑄鐵(tie)(tie)的消(xiao)除(chu)應(ying)(ying)力退(tui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)度為600~650℃，珠光體球(qiu)墨鑄鐵(tie)(tie)的退(tui)火(huo)(huo)(huo)溫(wen)(wen)度為500~600℃，保(bao)溫(wen)(wen)時間為2～8h。保(bao)溫(wen)(wen)后隨爐緩(huan)冷(25~30℃/h)到150~200℃出爐空冷。退(tui)火(huo)(huo)(huo)后鑄件的內應(ying)(ying)力可除(chu)去90%~95%，消(xiao)除(chu)內應(ying)(ying)力退(tui)火(huo)(huo)(huo)還可用于正火(huo)(huo)(huo)后的球(qiu)墨鑄鐵(tie)(tie)件。

2、低溫石墨化退火

當鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)的(de)(de)鑄(zhu)態組織中(zhong)沒有自由(you)滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti)而出現珠光體(ti)(ti)(ti)時(shi)，為了獲(huo)得(de)完全的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)球墨(mo)鑄(zhu)鐵(tie)，得(de)到單一的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)組織，就需要使珠光體(ti)(ti)(ti)中(zhong)的(de)(de)共析(xi)滲碳(tan)體(ti)(ti)(ti)分解為鐵(tie)素體(ti)(ti)(ti)和石(shi)墨(mo)，以提高鑄(zhu)件的(de)(de)韌性。對于(yu)這種情況，可以采用低溫石(shi)墨(mo)化退火的(de)(de)方式(shi)。

低溫(wen)(wen)石墨化退火(huo)的加熱溫(wen)(wen)度為720~760℃，保溫(wen)(wen)2～8h，爐冷(leng)至600℃出爐空(kong)(kong)冷(leng)。有(you)的采用在720~780℃保溫(wen)(wen)1～3h，爐冷(leng)至680~700℃等溫(wen)(wen)一定(ding)時間(jian)（根據具體情況定(ding)），爐冷(leng)至600℃出爐空(kong)(kong)冷(leng)。

3、高溫石墨化退火

高(gao)溫石(shi)墨退火的目的是消除球(qiu)墨鑄鐵的白口，改善切削(xue)加工(gong)性能，提高(gao)塑(su)性和韌性。

在球墨(mo)鑄鐵(tie)的(de)生產過(guo)程(cheng)中(zhong)，由于化學(xue)成(cheng)分控制不(bu)當，或(huo)鑄鐵(tie)薄(bo)厚不(bu)均，冷(leng)(leng)卻速度(du)不(bu)勻，使(shi)鑄態(tai)組織(zhi)中(zhong)往往出現一定數量的(de)自由滲碳(tan)體(ti)，因(yin)而產生白(bai)口(kou)。由于白(bai)口(kou)硬度(du)高(gao)、脆(cui)性大，不(bu)但使(shi)鑄件的(de)力學(xue)性能(neng)受到(dao)破壞，還給切(qie)削加工帶(dai)來了很大困難。進行高(gao)溫石(shi)墨(mo)化退火(huo)可以消(xiao)除白(bai)口(kou)，根據所得基體(ti)組織(zhi)的(de)不(bu)同，冷(leng)(leng)卻方(fang)法(fa)(fa)不(bu)同，高(gao)溫石(shi)墨(mo)化退火(huo)方(fang)法(fa)(fa)有以下兩種：

①獲得珠光體球墨鑄(zhu)鐵。將(jiang)鑄(zhu)件加熱到900~960℃，保溫時間為1~4h（完成第(di)一階段石墨化），保溫后(hou)出(chu)爐空冷即可。

②獲得(de)高(gao)韌性的鐵(tie)素體球墨(mo)鑄鐵(tie)。將鑄件(jian)加熱到900~960℃，保(bao)溫(wen)時(shi)間為1～4h（完成第(di)(di)一階段石(shi)墨(mo)化），在高(gao)溫(wen)保(bao)溫(wen)后爐(lu)冷(leng)(leng)到600℃出爐(lu)空冷(leng)(leng)；也可以在高(gao)溫(wen)保(bao)溫(wen)后爐(lu)冷(leng)(leng)至720~760℃等(deng)溫(wen)2～6h（完成第(di)(di)二(er)階段石(shi)墨(mo)化），然后爐(lu)冷(leng)(leng)至600℃出爐(lu)空冷(leng)(leng)。

二、球墨鑄鐵退火目的是什么

球(qiu)墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)退火主(zhu)要(yao)(yao)是為了能(neng)讓球(qiu)墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)管(guan)(guan)表現(xian)出良好的(de)物理特性。國家標(biao)準(zhun)(zhun)GB/T13295及國標(biao)標(biao)準(zhun)(zhun)ISO2531對于(yu)球(qiu)墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)管(guan)(guan)的(de)延伸率(lv)(lv)有(you)(you)一定的(de)要(yao)(yao)求，通常要(yao)(yao)求達(da)到10%。而市(shi)場(chang)中一些水冷型球(qiu)墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)管(guan)(guan)材質其(qi)延伸率(lv)(lv)根(gen)本達(da)不到國家標(biao)準(zhun)(zhun)的(de)要(yao)(yao)求，僅(jin)僅(jin)為2%-5%，分析(xi)其(qi)原因主(zhu)要(yao)(yao)是兩方面：①一是由于(yu)球(qiu)墨鑄(zhu)鐵(tie)(tie)材質球(qiu)化率(lv)(lv)達(da)不到要(yao)(yao)求，導致其(qi)結(jie)構密度(du)較低，鐵(tie)(tie)素(su)體在(zai)其(qi)材質中呈(cheng)現(xian)片(pian)狀(zhuang)。②其(qi)二(er)，由于(yu)鑄(zhu)造過(guo)程中液態(tai)鐵(tie)(tie)冷卻速(su)度(du)很快，在(zai)其(qi)快速(su)凝固的(de)同時，結(jie)構中有(you)(you)15%-25%的(de)共晶碳體產生，其(qi)材質斷(duan)裂處(chu)呈(cheng)現(xian)"白口化"。

所以(yi)，為(wei)了提高(gao)球墨鑄鐵管材質的延伸率，通常(chang)需要在高(gao)溫(wen)連續式退火爐(lu)進行退火，以(yi)消除共(gong)晶碳素休產(chan)生。退火爐(lu)的溫(wen)度(du)通常(chang)達(da)到(dao)1000度(du)以(yi)上。

不(bu)退火(huo)的球墨鑄(zhu)鐵材(cai)質通常(chang)會表現為以下物理性能變化：

球墨鑄鐵管在運輸、吊裝(zhuang)及安裝(zhuang)過程中，由(you)于外力(li)原因(yin)，撞擊，磕(ke)碰，回填石頭擠壓(ya)，等原因(yin)，球(qiu)化率低，未經退火的球(qiu)墨鑄鐵管會出(chu)現裂(lie)縫，塊(kuai)狀損(sun)壞，這是由(you)于球(qiu)墨鑄鐵材(cai)質延伸率低造成(cheng)的，安裝(zhuang)需要(yao)極其(qi)注意安裝(zhuang)環境(jing)。

經過(guo)退(tui)火處理的球墨鑄鐵(tie)材質通常(chang)會表現出以下物理性能變化(hua)：

而經過(guo)高溫退火(huo)處理過(guo)的球(qiu)墨鑄鐵管則會表現出(chu)良(liang)好(hao)的物理性能(neng)，有較(jiao)好(hao)的延伸率，不(bu)易損壞，在外(wai)力作用下產生輕微(wei)變(bian)形，不(bu)會導致出(chu)現開裂，適合(he)比較(jiao)惡劣的安(an)裝環境。