1.退火爐之鑄鐵的弛力退火處理
幾乎所有的鑄件在冷卻過程中都會產(chǎn)生熱應力，在熱處理過程中，特別正?；幚砗屯嘶鹛幚碇缶鶗蓛?nèi)應力，內(nèi)應力發(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，肉厚不同會使每一個不分的收縮各異，因而引起了所謂內(nèi)應力，冷的部分具有較高的潛變長度，而熱的部分其長度較低，故熱的部分就會在冷的部分收縮后形成熱點造成部份的變形，變形部分之強度，隨著變形度的增加而提高，最后再不能進一步變形時，鑄件內(nèi)部形成某種程的彈性應力，甚至塑性應變，即為內(nèi)應力，此應力幾乎可高達與抗拉強度等值，一且由于任何外在的原因使局部應力超過抗拉強度的時候，此類鑄件很容易因而造成破裂，熱處理是消除內(nèi)應力最重要的一種方法，主要程序是升高溫度，令所有鑄建在非常均勻而緩慢的情況下，加熱及冷卻。
退火爐的退火溫度的高低，主要視鑄件的組成部分，以及必須消的強度量而定，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，以避免在加熱的時候，薄壁的部分在次引起熱應力，而增加殘留應力的存在量，進而引起破裂，在到達退火溫度后的第一小時內(nèi)大部分的內(nèi)應力均會消除，則視鑄件的厚薄而定，一般而言鑄件厚度每增加25mm必須增加一小時的退火時間。
2．退火爐之鑄鐵的軟化退火處理 灰鑄鐵與球狀石墨鑄鐵軟化退火，事實上是一種針對碳化物分解的熱處理，對非合金性及低合金鑄鐵而言，鐵碳所形成的碳化物并非是一種穩(wěn)定相，在高溫中經(jīng)過一段足夠長的時間，碳化物分解成為石墨、肥力鐵或沃斯田鐵，此類分解過程就是一般所謂的軟化熱處理，同時也是制造展性鑄鐵的主要程序，灰鑄鐵里的碳化物主要分兩類，第一類是在凝固過程中形成的共晶碳化物(EutecticCarbide)，一般稱之為自由碳化物(FreeCarbide)。軟化處理主要分成兩個步驟，及第一段石墨化及第二段石墨化，共晶碳化物之分解為第一段石墨化，波來鐵分解為肥力鐵與石墨之步驟為第二段石墨化。
第一段石墨化處理的目的在于消除共晶雪明碳鐵，因此當灰鑄鐵或者球狀石墨鑄鐵，再凝固過程中，石墨形成不完全，大部分都會形成共晶雪明碳鐵，在鑄件的角落和銳邊處，由于冷卻速率較快，或以金屬模鑄造時激冷效果均會產(chǎn)生共晶雪明碳鐵，另當硅的含量不夠，或接種的處理不良都會產(chǎn)生硬點，或形成碳化物，如果鑄鐵內(nèi)具碳化物的穩(wěn)定元素，儒Cr、V或太高之錳含量時，也會形成相同的結果，如果是由于成分的配合不恰當，晶界形成共晶碳化物，則鑄件的肉原對碳化物之形成不會產(chǎn)生之影響，此類碳化物在某一個溫度范圍內(nèi)相當?shù)牟环€(wěn)定，其分解速度隨著溫度的降低而急速的減小，且隨著溫度的升高而急速的增加。第一段石墨化的溫度不宜太低，其溫度范圍大約在850℃至950℃之間，對球狀石墨鑄鐵而言，由于需要較高的韌性，因此溫度不宜超過920℃，以免發(fā)生沃斯田鐵初晶，退火的時間必須加長，退火時間的長短不僅由退火溫度來決定，同時需考慮鑄鐵的種類成分，甚至要考慮碳化物的種類，一般而言退火時間可由2~15小時，為了避免脫碳，同時考慮經(jīng)濟上的效益，退火時間應盡可能地縮短，石墨化元素如硅及微量的銅可加速雪明碳鐵的分解，而碳化物的穩(wěn)定元素，如鉻、鋁、銅，在正常情況下會嚴重地延遲石墨化的時間。
第二段石墨化處理的目的是消除或減少波來鐵，其主要作用在于分解波來鐵，或者經(jīng)過第一段石墨化處理后，在冷卻過程中，防止波來鐵的再形成，第二段石墨化處理可見圖2-1中，應與第一段石墨化里共同進行，假如無共晶碳化物存在，也可單獨進行，主要的執(zhí)行步驟，是在變態(tài)溫度以下非常緩慢的冷卻，或者在變態(tài)溫度以下保持一段時間，對球狀石墨鑄鐵而言，肥粒鐵化后的組織對性質(zhì)有非常大的影響，對灰鑄鐵而言，肥粒鐵系的組織單使材料變軟而已，雪明碳鐵的分解速率隨著溫度之增加而增加，此現(xiàn)象與第一段石墨化處理結果相似。溫度超過變態(tài)溫度范圍，則有部分的組織發(fā)生沃斯田鐵化，冷卻時，可在次形成波來鐵，當溫度超過600℃時，波來鐵分解非常迅速。直到其完全分解為止，退火爐退火時間需要8至12小時，當溫度超過某一臨界點時，此肥粒鐵的生長速率會得到相反的效果，可見要完全成肥粒鐵化所需要的退火時間在4~24小時之間，溫度則在680~740℃之間。
(來源：中國熱加工網(wǎng))
