耐磨件表層熱處理工藝

對于鑄造工程師和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師來說，耐磨件熱處理是一種非常有意義和價值的提高材料質(zhì)量的方法。通過耐磨件熱處理可以改變或影響鑄鐵的組織和性能，同時獲得較高的強(qiáng)度和硬度，從而提高其耐磨件耐磨性等。

耐磨件目的不同的熱處理有很多種，基本上可以分為兩類。一類是熱處理后顯微組織不會改變或者不應(yīng)該改變。第二種是那些改變了基本組織結(jié)構(gòu)的人。一種耐磨件熱處理程序主要用于消除內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力是由不同的冷卻條件和鑄造過程當(dāng)中的條件引起的。微觀結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和其他力學(xué)性能等。不因熱處理而發(fā)生明顯變化。

對于第二類耐磨件熱處理，基地組織發(fā)生了明顯的變化，大概可以分為五類:

(1)耐磨件軟化退火:其主要目的是分解碳化物，下降其硬度，改善可加工性。對于球形石磨鑄鐵，其目的是獲得高生育力的鐵組織；

(2)耐磨件正火處理:主要用于改善或制造完全球墨鑄鐵組織的鑄件，以獲得均勻分布的力學(xué)性能；

(3)耐磨件淬火:主要是為了獲得較高的硬度或耐磨強(qiáng)度，同時達(dá)到非常高的表層耐磨性；

(4)耐磨件表層硬化處理:主要是獲得表層硬化層和高表層耐磨性；

(5)耐磨件沉淀硬化處理:主要原因是為了獲得高強(qiáng)度，延伸率不發(fā)生劇烈變化。

耐磨件鑄鐵可以看作是一種基體含硅量高、含碳量高的鋼，基體內(nèi)部散布著石墨和赤鐵礦-碳-鐵。石墨和赤鐵礦-碳-鐵在凝固過程當(dāng)中結(jié)晶出來，這種沉淀物可稱為共晶石墨或共晶碳化物?；w主要含有稱為灰鑄鐵的石墨，基體主要含有稱為白 口鑄鐵的薛明碳鑄鐵。如果基體中同時含有石墨和薛明碳鑄鐵，一般可稱為混合鑄鐵。

由于?白 口耐磨件鑄鐵 硬度高、脆性大，所以很少使用，主要用作耐磨材料?；诣T鐵的主要性能取決于共晶石墨的形狀和大小，這是熱處理無法改善的。事實(shí)上，它的強(qiáng)度和硬度都很低。熱處理不會改變石墨的沉淀形態(tài)。在熱處理過程當(dāng)中，碳化物分解，釋放出碳，形成石墨。

一般來說，耐磨件灰鑄鐵中的石墨主要以層狀析出，可稱為層狀石墨鑄鐵。如果鐵水與鎂和稀土金屬混合，在凝固過程當(dāng)中石墨可以以球形析出。這種鑄鐵稱為球狀石墨鑄鐵。在相同的石墨量下，這種基地情況對材料性能有很大的影響。

耐磨件-球狀石墨鑄鐵具有與同基鋼相近的性能，因此其強(qiáng)度可提高到380~1000N/，彈性模量遠(yuǎn)高于灰鑄鐵，延伸率可提高到30%。如果鎂合金的量不夠，就不會形成球狀石墨，堆積的石墨稱為蠕蟲狀石墨，其特性大概介于灰鑄鐵和球狀鑄鐵之間。

耐磨件處理的目的是在基底上形成球墨鑄鐵結(jié)構(gòu)，而不考慮鑄件結(jié)構(gòu)。另外，經(jīng)過正火處理后，球墨鑄鐵可以得到細(xì)化，與鑄態(tài)組織相比，韌性可以得到不下降。另外，歸一化處理可以使材料達(dá)到均質(zhì)化的目的。對于合金鑄鐵，可以同時提高強(qiáng)度和韌性。