QT400-18A QT400-18AL QT400-15A QT500-7A QT600-3A QT700-2A ＞30~60 390 ＞60~200 ＞60~200 ＞60~200 ＞60~200 ＞60~200 ＞60~200 370 370 370 420 550 650 ＞30~60 390 ＞30~60 390 ＞30~60 450 ＞30~60 600 ＞30~60 700 250 240 250 240 250 240 300 290 360 340 400 380 18 12 18 12 15 12 7 5 3 1 2 1 14 12 12 10 130~180 130~180 130~180 铁素体 铁素体 铁素体 170~240 铁素体+珠光体 180~270 珠光体+铁素体 220~320 珠光体 *字母“A”表示该牌号在附铸试块上测定力学性能
表 球墨铸铁件硬度及硬度牌号 硬度牌号 QT-H330 QT-H300 QT-H265 QT-H230 QT-H200 QT-H330 QT-H155 QT-H150 HB 280~360 245~335 225~305 190~270 170~230 160~210 130~180 130~180 主要金相组织 贝氏体或回火马氏体 珠光体或回火组织 珠光体 珠光体+铁素体 铁素体+珠光体 铁素体 铁素体 铁素体 Rm（MPa） 900 800 700 600 500 450 400 400 Rp0.2（MPa） 不小于 600 480 420 370 320 310 250 250 2 2 2 3 7 10 15 15 A（%） 表 几种球墨铸铁的化学成分 C 珠光体球墨铸铁 铁素体球墨铸铁 贝氏体球墨铸铁 3.6~3.9 3.6~3.9 3.6~3.9 Si 2.0~2.5 2.5~3.1 2.7~3.1 化 学 成 分 （ωt%） Mn 0.5~0.6 0.3~0.5 0.2~0.5 P ≤0.10 0.05~0.07 ≤0.07 S ≤0.03 ≤0.03 ≤0.03 Mg 0.03~0.06 0.03~0.06 0.03~0.06 RE 0.02~0.05 0.02~0.05 0.02~0.05 （二）球墨铸铁的热处理 P188 1．高温石墨化退火
当球墨铸铁铸态组织中自由渗碳体≥1%时，为改善切削加工性能，提高塑性和韧性，须进行高温石墨化退火。高温石墨化退火加热温度为Ac1上限（+30~50）℃，一般为（900~960）℃。如果自由渗碳体≥5%，有碳化物形成元素存在时，应选择较高的温度（950~960℃）。当铸件中存在较多量的复合磷共晶时，则加热温度需提高至（1000~1020）℃。高温石墨化后的冷却根据所要求的基体组织而定，工艺曲线见图6。保温后直接空冷可获得珠光体基体（曲线3），保温后随炉缓冷（曲线2）或在（720~760）℃等温（曲线1）可获得铁素体基体。
温度(℃) 900－960 1－4 1 2 ＜400℃/h 720－760 空冷 3 空冷 温度(℃) 600 720－760 2－8 680－700 炉冷 600 1 空冷 3 2 空冷 空冷 时间(h) 时间(h) 图6 高温石墨化退火工艺曲线 图7 低温石墨化退火工艺曲线
2．低温石墨化退火
当球墨铸铁铸态组织中自由渗碳体＜3%时，为了使共析渗碳体石墨化与粒状化，改善韧性可进行低温石墨化退火。退火温度一般为（720~760）℃，保温时间一般按每25mm厚度保温1小时来计算，工艺曲线见图7。而后空冷（曲线1）或在（680~700）℃等温后空冷（曲线3），也可在炉冷至600℃后空冷（曲线2）。 3．高温完全奥氏体化正火
球墨铸铁高温完全奥氏体化正火温度一般为（900~940）℃，使基体全部转变为奥氏体并均匀化，冷却后获得珠光体基体和少量牛眼状铁素体，从而改善切削性能，提高强度、硬度和耐磨性，或去除自由渗碳体。工艺曲线见图8。当铸态组织中有过量的自由渗碳体或复合磷共晶时，可提高正火温度，采用阶段正火工艺，工艺曲线见图9。
球墨铸铁铸件正火后必须进行回火处理以改善韧性和消除内应力。回火工艺为（550~650）℃保温2~4h。
4．中温部分奥氏体化正火
球墨铸铁中温部分奥氏体化正火是将铸件在共析转变温度内（Ac1+30~50）℃加热，基体中部分组织转变为奥氏体，剩下的铁素体正火后呈碎块状或条块状分散分布，使铸件具有较高的综合力学性能。中温部分奥氏体化正火工艺曲线见图10。当铸态组织中有过量的自由渗碳体或成分偏析较严重时采用阶段部分奥氏体化正火工艺，工艺曲线见图11。
球墨铸铁铸件部分奥氏体化正火后也必须进行回火处理以改善韧性和消除内应力。回火工艺为500℃～600℃保温2 h～4h。
900－940 温度(℃) 温度(℃) 1－3 920－980 1－3 炉冷860－880 1－2 空冷或 风冷或 雾冷 时间(h) 空冷或 风冷或 雾冷 时间(h)
图8 高温完全奥氏体化正火工艺曲线
图9 高温完全奥氏体化阶段正火工艺曲线
950－980 温度(℃) 温度(℃) 800－860 1－2 风冷或 雾冷 时间(h)
1－3 炉冷 800－860 1 －2 空冷 风冷或 雾冷 时间(h) 图10 中温部分奥氏体化正火工艺曲线
图11 中温部分奥氏体化阶段正火工艺曲线 5．淬火与回火
球墨铸铁淬火可以获得更高的耐磨性及良好的综合力学性能。淬火温度一般为860℃～900℃，保温1 h ～4h，油淬。如果铸件中存在过量的自由渗碳体时，可先进行高温石墨化处理，然后降至淬火温度保温后淬火。
球墨铸铁淬火后应及时回火。低温回火后具有高的硬度和耐磨性，回火温度为140℃～250℃；高温回火可获得较高的综合力学性能，回火温度为500℃～600℃；回火的保温时间一般按每25mm保温1h再加1h来计算,而后空冷。
球墨铸铁采用等温淬火，用于制造高强韧性能的零件，如齿轮、凸轮轴等。以QT700-2为例，经880℃加热保温后，在约260℃硝盐浴中等温冷却45min后空冷，获得以下贝氏体为主的组织，硬度在43HRC～50HRC范围。 6. 表面淬火 7. 氮碳共渗
四）可锻铸铁热处理
可锻铸铁是白口铸铁的铸坯通过热处理后形成的，不同的热处理方法可得到不同种类的可锻铸铁。
1.黑心可锻铸铁热处理
黑心可锻铸铁是白口铸坯经石墨化退火后形成的，其基体组织为铁素体+团絮状石墨，黑心可锻铸铁热处理时在300℃～350℃保温3h～5 h进行孕育处理，然后升温至900℃～950℃第一阶段石墨化处理，再冷却至720℃～760℃第二阶段石墨化处理，石墨化处理结束后缓慢冷却至650℃后空冷。工艺曲线见图12。
2．珠光体可锻铸铁热处理
珠光体可锻铸铁的热处理可采用三种不同热处理工艺：自由渗碳体石墨化后正火加回火、自由渗碳体石墨化后淬火加回火和自由渗碳体石墨化后珠光体
球化退火，工艺曲线见图13、图14和图15。
900-950 温度(℃) 1－4 100℃/h 720-760 2－8 温度(℃) 炉冷 650 空冷 910-960 840-880 1 强制 风冷 720-680 2 空冷 时间(h) 时间(h) 300-350 3－5 图12 黑心可锻铸铁热处理工艺曲线 图13 自由渗碳体石墨化后正火加回火工艺曲线 910-960 温度(℃) 840-880 水淬或 1 油淬 650 2 空冷 时间(h) 温度(℃) 940-960 风冷 670-700 600-650 20-30 空冷 时间(h) 图14 自由渗碳体石墨化后 淬火加回火工艺曲线 图15 自由渗碳体石墨化后 珠光体球化退火工艺曲线 3．白心可锻铸铁热处理
白心可锻铸铁是白口铸铁在氧化介质中经长时间的加热、退火，使铸坯脱碳后形成的，白心可锻铸铁热处理也称为脱碳退火。常用的氧化性介质及脱碳反应和加热温度见表。
表 生产白心可锻铸铁的脱碳剂及脱碳反应和加热温度 脱 碳 剂 脱 碳 反 应 加 热 温 度 CO+FeO=CO2+Fe 8-15mm铁矿石或氧化铁屑+大粒砂与铸件加热至950~1000℃保温CO+Fe3O4=CO2+3 FeO 一起装箱密封,填加量约为铸件重量的10%~20% 后炉冷至650~550℃出炉 CO2+C=2CO φ（CO2）≈4% φ（CO）≈11% φ（H2）≈8% φ（H2O）≈5.5% 其余为N2的气体、通入O2或H2O调节 CO2+C=2CO H2O+C= H2+CO 2CO +O2=2CO2 CO +H2O =CO2+H2 加热至1050℃保温后炉冷至550℃出炉 五）其他 蠕墨铸铁、耐热铸铁、耐磨铸铁、耐蚀铸铁
与钢相比，在制订铸铁热处理工艺时或操作中有什么特点？（问答6.2） 2.6 有色金属热处理 一.铝及铝合金的热处理
（一）铸造铝合金的热处理P195退火、固溶+时效
（二) 变形铝合金的热处理P196退火（均匀化、再结晶、去应力）、固溶+时效、回归处理
表1 铝及铝合金牌号系列表 组 别 纯铝 以铜为主要合金元素的铝合金 以锰为主要合金元素的铝合金 以硅为主要合金元素的铝合金 以镁为主要合金元素的铝合金 以镁和硅为主要合金元素，并以Mg2Si相为强化相的铝合金 以锌为主要合金元素的铝合金 以其他合金元素为主要合金元素的铝合金 备用合金组 牌号系列 1××× 2××× 3××× 4××× 5××× 6××× 7××× 8××× 9×××
1.去应力退火。目的是消除因切削、冷变形、焊接等原因造成的残留应力，提高组织及性能稳定性，降低应力腐蚀倾向。去应力退火温度低于再结晶开始温度，保温后缓慢冷却。去应力退火主要用于防锈铝合金和工业纯铝。表2列出几种防锈铝合金的去应力退火工艺制度。
表2 几种防锈铝去应力退火工艺制度 新牌号 5A02 5A03 5A04 旧牌号 LF2 LF3 LF21 退火温度（℃） 150~180 270~300 250~280 保温时间（min） 厚度＜6mm 60~120 60~120 60~150 厚度＞6mm 60~150 2.再结晶退火。目的是细化晶粒，充分消除残留应力，降低硬度，提高塑性便于变形加工。退火加热温度高于再结晶开始温度，保温后缓慢冷却。表3列出变形铝合金退火工艺制度。
表 3 变形铝合金再结晶退火工艺制度*
新牌号 5A04 5A02 5A03 5A05 5A06 2A11 2A12 2A16 6A02 旧牌号 工业纯铝 LF21 LF2 LF3 LF5 LF6 LY11 LY12 LY16 LD2 退火温度 （℃） 350~400 350~420*** 350~400 350~400 310~335 310~335 350~370 350~370 350~370 350~370 40~60 60~90 炉冷 热透为止 30 空冷或炉冷 保温时间（min） 厚度 ＜6mm 厚度 ＞6mm** 冷却方法