铸钢件热处理的三个阶段
铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以保证产量和节约成本为目的。
1) 加热
加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。
(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在
非标合金钢铸件
铸钢件热处理的三个阶段
铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以保证产量和节约成本为目的。
1) 加热
加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。
(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在加热时一般考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求。
(2) 加热速度。对于一般铸钢件，可以不限制加热速度，用炉子的功率加热。采用热炉装料可大大缩短加热时间和生产周期。事实上，在加热的情况下，铸件表面与型芯之间没有明显的温度滞后现象。加热缓慢会导致生产效率降低，能耗增加，铸件表面氧化脱碳严重。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、加热过程中热应力较大的铸件，应控制加热速度。一般可采用低温缓慢加热（600℃以下）或保持中低温，然后在高温地区采用加热。
2) 保温
铸钢件奥氏体化的保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能来选择。保温温度一般略高于相同成分的锻钢件（约20℃）。对于共析钢铸件，应保证碳化物能迅速结合到奥氏体中，并保证奥氏体能保持细小晶粒。
铸钢件的保温时间应考虑两个因素：一是使铸件表面和型芯的温度均匀，二是保证组织的均匀性。因此，保温时间主要取决于铸件的导热系数、断面壁厚和合金元素。一般来说，合金钢铸件比碳钢铸件需要更长的保温时间。铸件壁厚通常是计算保压时间的主要依据。回火处理和时效处理的保温时间，应考虑热处理目的、保温温度和元素扩散速度等因素。
3) 冷却
钢铸件保温后可采用不同速度冷却，以完成金相转变，获得所需的金相组织，达到规定的性能指标。一般来说，提高冷却速度有助于获得良好的组织和细化晶粒，从而提高铸件的力学性能。但如果冷却速度过快，则容易在铸件中产生较大的应力。这可能导致结构复杂的铸件变形或开裂。
铸钢件的退火
退火是将组织偏离平衡状态的钢加热到工艺预定的某一温度，经过保温后缓慢冷却（一般为随炉冷却或者埋入石灰中），以获得接衡状态组织的热处理工艺。根据钢的成分和退火的目的、要求的不同，退火又可以分为完全退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、去应力退火等。
（1）完全退火。完全退火的大致过程是：将铸钢件加热到Ac3以上20℃-30℃，保温一段时间，使钢中的组织完全转变成奥氏体后，再缓慢冷却（一般为随炉冷却）到500℃-600℃以下出炉，在空气中冷却下来。所谓完全，是指加热时获得完全的奥氏体组织。
（2）等温退火。等温退火是指将铸钢件加热至Ac3（或Ac1）以上20℃-30℃，保温一段时间以后，的冷却至过冷奥氏体等温转变曲线的高峰温度的附件，然后保温一段时间（珠光体转变区）。在奥氏体转变为珠光体后，再缓慢冷却下来。
（3）球化退火。球化退火是将铸钢件加热到略高于Ac1的温度，然后经过长时间的保温，是钢中二次渗碳体自发转变为颗粒状（或者球状）渗碳体，然后以缓慢的速度冷却到室温的热处理工艺。
球化退火的目的包括：降低硬度；是金相组织均匀；改善切削性能以及为淬火做准备。
球化退火主要适用于碳素工具钢、合金弹簧钢、滚动轴承钢和合金工具钢等共析钢和过共析钢（含碳量大于0.77%）。
（4）去应力退火、再结晶退火。去应力退火又称低温退火。它是将铸钢件加热到Ac1温度以下（400℃-500℃），然后保温一段时间，再缓慢冷却到室温的工艺方法。去应力退火的目的是消除铸件的内应力。钢的金相组织在去应力退火过程中不会改变。再结晶退火主要用于消除冷变形加工产生的畸变组织，消除加工硬化。再结晶退火的加热温度为再结晶温度以上150℃-250℃。再结晶退火可以使冷变形后被拉长的晶粒重新形成为均匀的等轴晶，从而消除加工硬化效果。
铸钢件的表面热处理
表面热处理是指仅对铸钢件表面层进行热处理的工艺。表面热处理也可以获得所需要的金相组织和机械性能。
常用的表面热处理方式有：感应加热淬火、火焰加热淬火、激光热处理、接触电阻加热淬火、电解液淬火、脉冲加热热处理等。通过表面热处理，铸件及其他金属件可以获得满足性能要求的表层。
表面加热淬火得到表面硬化层后，铸件的芯部仍然可以保持原来的显微组织和性能不变，从而达到提高疲劳强度、提高性并保持韧性的优良的综合性能。同时，表面热处理可以减小能源消耗，同时减小淬火变形。
感应加热淬火是利用感应电流通过工件所产生的的热效应，使铸件表面、局部或者整体加热，然后进行冷却的热处理工艺。感应加热主要依据的基本原理是：电磁感应、集肤效应和热传导。
感应加热淬火的加热速度非常快。它的特点是：
1）感应加热淬火具有超塑性现象。工件的表面硬度比普通淬火的硬度高2-3 HRC。感应加热淬火后的铸件的马氏体比较小、碳化物弥散分布。
2）感应加热淬火后的铸件的性比普通淬火要高。
3）由于工件表面是细小隐晶马氏体，并且存在压应力，所以，工件的疲劳强度大大提高
4）工件质量稳定、变形小。
5）加热速度快、热
6）生产率高、容易实现机械化生产
铸钢件的渗碳
铸钢件的化学热处理是指将铸件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或者几种化学元素渗入表层。化学热处理可以改变铸件表层的化学成分、金相组织和机械性能。常用的化学热处理工艺包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼以及渗金属等。在对铸件进行化学热处理的时候，应该综合考虑铸件的形状、尺寸、表面状态，以及表面热处理的情况。
渗碳是指将铸件在渗碳介质中加热、保温，然后使碳原子渗入到表层。渗碳的主要目的是为了提高铸件表面的含碳量，同时在铸件中形成一定的碳含量梯度。渗碳钢的含碳量一般为0.1% - 0.25%，以保证铸件芯部有足够的韧性和强度。
渗碳层的表面硬度一般为56HRC - 63HRC. 渗碳层的金相组织为细针马氏体 + 少量的残留奥氏体以及均匀分布的粒状碳化物。不允许网状碳化物的存在，并且，残留奥氏体体积分数一般不超过15% - 20%。
渗碳以后的铸件的芯部硬度一般为30HRC - 45HRC. 芯部金相组织应为低碳马氏体或下贝氏体。不允许有块状或者沿晶界析出的铁素体。
在实际生产中，常见的渗碳方法有三种：固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。
（作者： 来源：
