所謂淬火是將材料自沃斯田鐵區(qū)域以非?？斓乃俾蕦囟冉档鸵苑乐共▉龛F或肥粒鐵的形成，自沃斯田鐵區(qū)冷卻到Ms溫度由於時(shí)間太短碳元素不會(huì)發(fā)生擴(kuò)散，基地直接變態(tài)為麻田散鐵，此組織非常堅(jiān)硬但也相當(dāng)脆，可以回火方式令其變軟，以提高韌性，因此經(jīng)過不同溫度回后，可以獲得不同硬度、強(qiáng)度及韌性的組合。而有所謂的恆溫脆火或熱溶淬火，即在鹽浴和金屬浴內(nèi)進(jìn)行淬火，造成中間相或變韌鐵的組織，在鑄鐵中常進(jìn)行淬火和回火處理的是球狀石墨鑄鐵，對灰鑄鐵而言，較無特殊意義，最多在要提高灰鑄鐵的磨耗強(qiáng)度時(shí)才會(huì)考慮進(jìn)行淬火處理，事實(shí)上此結(jié)果可藉表面處理達(dá)成。對球狀石墨鑄鐵而言，經(jīng)過淬火回火的處理后，可以獲得與鑄造或正?；幚硐嗤膹?qiáng)度，但具有更高的降伏強(qiáng)度，結(jié)果獲得較大延性，特別是的得到較高韌性，因?yàn)榻?jīng)淬火、回火后，基地上含有較高碳，同時(shí)在這種情況下要比含有波來鐵組織時(shí)容易進(jìn)行表面硬化處理。

　　淬火的目的是使過冷奧氏體進(jìn)行馬氏體或貝氏體轉(zhuǎn)變，得到馬氏體或下貝氏體組織，然后配合以不同溫度的回火，以大幅提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學(xué)性能。

　　若在空氣中冷卻，非金性及低合金性鑄鐵之硬化能力不夠高，因此必須在某些液體中進(jìn)行淬火，為了避免淬火時(shí)發(fā)生熱裂，使用的淬火液最好是油或某種懸浮液而應(yīng)避免使用水，淬火時(shí)鑄件內(nèi)部會(huì)形成溫度梯度，同時(shí)由于時(shí)間的差異，隨著麻田散鐵的形成所引起的體積變化率亦不相同，同時(shí)鑄件內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力隨之增加，很容易形成熱裂或者在鑄件內(nèi)形成很高的內(nèi)應(yīng)力，在這種情形下，應(yīng)將油浴的溫度提高至50~100℃之間，借此可以避免應(yīng)力的形成，對于肉厚差甚大的鑄件而言，特別要小心地將肉厚的部分，首先伸向淬火液，如此可減少肉薄部分所受的熱應(yīng)力，同時(shí)油液內(nèi)的油，必須加以攪拌，或令其流動(dòng)，或?qū)㈣T件在淬火液內(nèi)不停的晃動(dòng)。

　　鑄鐵的淬火溫度應(yīng)在820~920℃之間，一般工廠最常使用的溫度是在850~900℃之間。當(dāng)淬火溫度太低時(shí)，會(huì)造成含碳量較低之沃斯田鐵，經(jīng)過淬火后較軟，同時(shí)所形成麻田散鐵的強(qiáng)度亦較低，相反如果淬火溫度太高，沃斯田鐵內(nèi)含碳量過高，淬火時(shí)發(fā)生熱裂的危險(xiǎn)性增高，形成殘留沃斯田鐵的機(jī)會(huì)亦變大。

　　淬火后之鑄鐵實(shí)際上脆性甚高，同時(shí)含過高之內(nèi)應(yīng)力，為了改進(jìn)其延性及韌性必須在經(jīng)過回火處理，其處理程序與鋼相似，加熱速率應(yīng)低于100 K/小時(shí)，回火溫度應(yīng)在450~600℃之間，回火時(shí)間大約是4小時(shí)，回火時(shí)間太長或溫度過高，會(huì)是強(qiáng)度及硬度下降很多，但可提高延性，在較低之溫度經(jīng)較長的時(shí)間進(jìn)行回火，可造成相當(dāng)均勻之回火效果，同時(shí)整個(gè)鑄件之特性分布亦甚均勻，為了防止內(nèi)應(yīng)力的再發(fā)生，尤其對于復(fù)雜的鑄件，回火后應(yīng)緩慢冷卻至200℃以下。

　　回火一般緊接著淬火進(jìn)行，其目的是：

　　1.消除工件淬火時(shí)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力，防止變形和開裂;

　　2.調(diào)整工件的硬度、強(qiáng)度、塑性和韌性，達(dá)到使用性能要求;

　　3.穩(wěn)定組織與尺寸，保證精度;

　　4.改善和提高加工性能。因此，回火是工件獲得所需性能的最后一道重要工序。

　　按回火溫度范圍，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火。

　　1.低溫回火

　　工件在250℃以下進(jìn)行的回火。目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性，降低淬火殘留應(yīng)力和脆性回火后得到回火馬氏體，指淬火馬氏體低溫回火時(shí)得到的組織。

　　力學(xué)性能：58～64HRC，高的硬度和耐磨性。

　　應(yīng)用范圍：刃具、量具、模具、滾動(dòng)軸承、滲碳及表面淬火的零件等。

　　2.中溫回火

　　工件在250～500 ℃之間進(jìn)行的回火。 目的是得到較高的彈性和屈服點(diǎn)，適當(dāng)?shù)捻g性?；鼗鸷蟮玫交鼗鹜惺象w，指馬氏體回火時(shí)形成的鐵素體基體內(nèi)分布著極其細(xì)小球狀碳化物(或滲碳體)的復(fù)相組織。

　　力學(xué)性能：35～50HRC，較高的彈性極限、屈服點(diǎn)和一定的韌性。

　　應(yīng)用范圍：彈簧、鍛模、沖擊工具等。

　　3.高溫回火

　　工件在500℃以上進(jìn)行的回火。目的是得到強(qiáng)度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能。回火后得到回火索氏體，指馬氏體回火時(shí)形成的鐵素體基體內(nèi)分布著細(xì)小球狀碳化物(包括滲碳體)的復(fù)相組織。

　　力學(xué)性能：200～350HBS，較好的綜合力學(xué)性能。

　　應(yīng)用范圍：廣泛用于各種較重要的受力結(jié)構(gòu)件，如連桿、螺栓、齒輪及軸類零件等。

　　幾乎所有的鑄件在冷卻過程中都會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，在熱處理過程中，特別是正?；幚砗屯嘶鹛幚碇缶鶗?huì)成內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力發(fā)生的主要原因在于鑄件的內(nèi)部肉厚不同，在急速冷卻過程中由于熱降的差異發(fā)生，肉厚不同會(huì)使每一個(gè)部分的收縮各異，因而引起了所謂內(nèi)應(yīng)力，冷的部分具有較高的潛變長度，而熱的部分其長度較低，故熱的部分就會(huì)在冷的部分收縮后形成熱點(diǎn)造成部份的變形，變形部分之強(qiáng)度，隨著變形度的增加而提高，最后再不能進(jìn)一步變形時(shí)，鑄件內(nèi)部形成某種程度的彈性應(yīng)力，甚至塑性應(yīng)變，即為內(nèi)應(yīng)力，此應(yīng)力幾乎可高達(dá)與抗拉強(qiáng)度等值，一且由于任何外在的原因使局部應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度的時(shí)候，此類鑄件很容易因而造成破裂，熱處理是消除內(nèi)應(yīng)力最重要的一種方法，主要程序是升高溫度，令所有鑄件在非常均勻而緩慢的情況下，加熱及冷卻。

　　退火溫度的高低，主要視鑄件的組成部分，以及必須消除的強(qiáng)度量而定，甚至必須考慮組織的可能變化，最適合的退火溫度可大致歸納如下：對非合金性的鑄鐵而言，約在500~575℃之間，對于低筋性的鑄鐵而言，大約在550~600℃之間，對高合金鑄鐵而言則在600~650℃之間，爐內(nèi)的溫度分布，必須盡可能的均勻以避免存在溫度梯度，不論任何情況下，用于退火的火焰或熱氣體，不能直接噴向鑄件，以避免在加熱的時(shí)候，薄壁的部分再次引起熱應(yīng)力，而增加殘留應(yīng)力的存在量，進(jìn)而引起破裂，在到達(dá)退火溫度后的第一小時(shí)內(nèi)大部分的內(nèi)應(yīng)力均會(huì)消除，則視鑄件的厚薄而定，一般而言鑄件厚度每增加25mm必須增加一小時(shí)的退火時(shí)間。