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解析铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺的基础知识

铸铁采用中频淬火机进行热处理工艺方法和钢的热处理工艺基本相似，但由于铸铁中石墨的存在以及化学成分等方面的差异，其热处理又具有一定的特殊性。主要表现在以下方面：

(1)铸铁是Fe一C一Si三元合金，其共析转变发生在一个相当宽的温度范围内，在这个温度范围内存在着铁素体十奥氏体十石墨的稳定平衡和铁素体十奥氏体十渗碳体的准稳定平衡。柴油机高强度螺栓采用中频淬火机进行热处理的具体工艺大功率船用MAN32/40柴油机的贯穿螺栓、横向拉紧螺栓、缸盖螺栓等均为高强度螺栓，制作材料均为30Cr2MoV，其主要化学成分（质量分数）为：0。在共析温度范围内的不同温度点，都对应着不同的铁素体和奥氏体平衡量，这样，只要控制不同的加热温度和保温时间，就可获得不同比例的铁索体和珠光体基体组织，在较大幅度内调整铸铁的力学性能。

(2)尽管铸铁总碳含量很高，但石墨化过程可使碳全部或部分以石墨形态析出，使它不仅具有类似低碳钢的铁素体组织，甚至可控制不同的石墨化程度，得到不同数量和形态的铁索体与珠光体（或其他奥氏体转变产物)的混合组织。活塞杆采用中频淬火炉进行热处理的工艺分析及实施要点活塞杆是泥浆泵的主要易损部件。从而使铸铁采用中频淬火机进行热处理，既可获得具有相当于高碳钢的性能，又可获得相当于中、低碳钢的性能，而钢则没有这种可能性。

(3)铸铁奥氏体及其转变产物的碳含量可以在一个相当大的范围内变化。控制奥氏体化温度和加热、保温、冷却条件，可以在相当大的范围内调整和控制奥氏体及其转变产物的碳含量，从而使铸铁的性能可在较大的范围内进行调整。

(4)与钢不同，铸铁中石墨是碳的集散地。相变过程中，碳常需作远距离的扩散，其扩散速度受温度和化学成分等因素的影响，并对相变过程及相变产物的碳含量产生很大的影响。

(5)热处理不能改变石墨的形状和分布特性，而铸铁采用中频淬火机进行热处理的效果与铸铁基体中的石墨形态有密切关系；对于灰铸铁而言，热处理有一定的局限性。高频淬火炉之所以要用水，是因为机器在大功率状态下工作时需要冷却降温。球墨铸铁中石墨呈球状，对基体的削弱作用较小，因而凡能改变金属基体的各种热处理方法，对于球墨铸铁件都非常有效。

铸铁的这些金相学特点和相变规律是铸铁采用中频淬火机进行热处理的理论基础，对于指导生产具有重要意义。

经感应淬火设备淬火后的工件为什么要进行回火热处理？

工件淬硬后加热到AC1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却至室温的热处理工艺称为回火。凡经感应淬火设备淬火的钢件一般必须立即进行回火。为什么要进行回火热处理呢？

淬火后的工件进行回火的目的如下：

1、降低脆性，消除内应力。5h出炉后空冷的正火工艺，基本上消除了锻造后的内应力和组织缺陷，以等轴状的珠光体和铁素体分布，金相组织为1、2级，硬度在165～190HB之间，切削性能良好，终热处理后变形减少，变形规律也基本一致。由于淬火钢中的马氏体和残留奥氏体都是亚稳组织，而且马氏体中尚存大量晶体缺陷（如高密度位错，孪晶及空位等），以及淬火钢中较大的残留内应力等，它们都是不稳定因素，均有自发转变为平衡组织的倾向。如不及时回火，势必会引起工件进一步的变形甚至开裂。

2、获得所要求的力学性能。采用高频感应淬火机分别对榔头的头部与尾部加热与处理，以求得到不同的性能要求。工件经感应淬火设备淬火后，虽然强度与硬度有极大提高，但其塑性、韧性却明显下降，而实际工件往往要求强度与塑性要有适宜的配合。为获得对工件要求的性能，可以用回火温度来调整硬度，减小脆性，得到所要求的强度、塑性和韧性。

3、稳定工件尺寸。由于淬火钢中的马氏体和残留奥氏体都是亚稳组织，具有自发转变为稳定组织的趋势，因而将引起工件的性能、尺寸和形状的改变，通过回火可促使这些不稳定组织的转变，达到稳定组织与尺寸的目的。

钢铁件采用中频淬火机进行淬火热处理，如何减小畸变？

钢铁件采用中频淬火机进行淬火热处理，受操作工艺、原材料等因素的影响，钢铁件极易产生畸变缺陷。此缺陷会大大影响钢铁件的正常使用，因此，了解缺陷产生的原因及预防措施是非常重要的。

淬火加热和冷却，尤其是冷却过程中产生的热应力和组织应力都会使淬火工件的形状和尺寸发生变化，形成畸变。

减小畸变的措施如下：

1、合理选择钢材与正确设计 对于形状复杂、各部位截面尺寸相差较大而又要求畸变的工件，应选用淬透性较好的合金钢，以便能在缓和的淬火介质中冷却。一般淬火件为减少淬火内应力、降低脆性、保持高硬度、高耐磨性和高的疲劳强度，往往采用超音频淬火设备进行回火热处理。零件设计时应尽量减小截面尺寸的差异，避免薄片和尖角。必要的截面变化应平滑过渡，尽可能对称，有时可适当增加工艺孔。

2、正确锻造和进行预备热处理 对高合金工具钢，锻造工艺的正确执行十分重要，锻造时必须尽可能改善碳化物分布，使之达到规定的级别。高碳钢球化退火有助于减小淬火畸变。采用消除内应力退火，去除机械加工造成的内应力，也可减小淬火畸变。

3、采用合理的热处理工 为了减小淬火畸变，可适当降低淬火加热温度。对于形状复杂或用高合金钢制作的工件，应采用一次或多次预热。预冷淬火、分级淬火和等温淬火都可以减小工件的畸变。