耐磨衬板QTRSi4衬板

表2.1-15抗磨白口铸铁牌号及化学成分(摘自GB/T8263-1999)

表2.1-16抗磨白口铸铁力学性能及应用举例(摘自GB/T8263-1999)

注：

1.牌号中的"DT"和" GT"，分别为“低碳”和“高碳”的拼音字母的字母，表示含碳全的高低。

2.铸铁的热处理规范和金相组织，参见GB/T8263-1999。

3.铸件在清理铸件或处理铸件缺陷过程中，不能采用火焰切割、电弧切割、电焊切割和补焊。

原铁液的硫含量及其他微量元素不要太高。如果原铁液硫含量和其他微量元素含量太高，则需要较多的球化剂加入量或者稀土含量较高的球化剂，这样球化剂的成本就会增加，另外过多的球化剂会造成更多的渣子，不利于铸件质量的稳定。稀土含量太多，则会在大断面的铸件上易产生碎块状石墨。

2、球化处理的稳定性。球化处理工序是球墨铸铁生产过程中的关键工序，只有球化处理工序稳定了，铸件的质量才能稳定。针对不同的产品，不同的原铁液硫含量，该加入多少球化剂、孕育剂等，都要写入作业指导书并且严格执行。

3、避免较长的等待时间。 球化孕育处理后，应立即进行浇注。因为随着时间的延长，残留镁会烧损并且孕育效果会衰退。

4、避免过高的残留镁含量。较高的残留镁含量会增大铸件的缩松倾向，对于一般球墨铸铁，残留镁含量（质量分数）应控制在0.035%～0.045%，对于高镍球墨铸铁，残留镁含量应控制在0.06%～0.07%。

5、对要求较高的铸件使用较好的孕育剂。 对要求较高的风电件、高铁件等，则应选择孕育效果较强的随流孕育剂，能显著增加石墨球数，且石墨球形圆整。

6、选择合适的球化剂。选择球化剂时要结合下述各种因素：

① 球化处理温度：如果球化处理温度>1480℃，球化反应会比较剧烈，进而造成较低的镁吸收率。为了使球化反应平稳，则可选择钙含量相对较高的球化剂。如果球化温度<1480℃，则可以使用钙含量相对低一点的球化剂。

② 处理包尺寸：如果处理包的高径比为1:1，则由于镁蒸汽的散失会导致镁吸收率的降低，建议使用钙含量较高的球化剂。如果处理包的高径比为2:1，则球化反应会比较平稳，镁蒸气会扩散到铁液中，镁吸收率得到提高。

③ 球化处理工艺：如果不使用盖包法，那么球化反应产生的烟雾就会进入到大气中，并且会产生刺眼的白光。为了使球化反应平稳，可以采用低镁高钙的球化剂。如果使用盖包法工艺，铁液不会飞溅，并且产生的烟雾较少，可使用高镁低钙的球化剂，以减少加入量，降低球化成本。

④ 处理重量：如果处理铁液的重量小于500kg，那么可使用粒度较小的球化剂，推荐使用粒度12mm以下的球化剂。如果处理铁液的重量在500～1,000kg，可使用粒度较大的球化剂，如粒度为3～25mm的球化剂。如果处理铁液的重量大于1,000kg，则可以使用4～32mm的球化剂。

⑤ 硅含量：如果铸造产品的工艺出品率较低或者废品率较高，想通过多加回炉料和废钢的方式进行熔炼，而最终铸件对铁水的硅含量有严格要求。在孕育量没法进一步降低的前提下，可使用低硅球化剂进行处理，这样可使回炉料多加入8%～15%，可降低铸造厂的生产费用。

⑥ 原铁液硫含量：如果原铁液硫含量较高，如果不进行脱硫处理，则需要高镁高稀土的球化剂，并且加入量会较高，如果原铁液的硫含量较低，则可以使用低镁低稀土的球化剂，且加入量会较低，低镁低稀土的球化剂成本也会比较便宜。

球墨铸铁常用的热处理方法如下：

（1）低温石墨化退火 加热温度720~760℃。随炉冷却至500℃以下出炉空冷。使共析渗碳体分解，获得铁素体基体的球铁，以提高韧性。

（2）高温石墨化退火 880~930℃，转至720~760℃保温，随炉冷却至500℃以下出炉空冷。白口组织，获得铁素体基体的球铁，提高塑性，降低硬度，增加韧性。

（3）奥氏体化正火 880~930℃，冷却方式：雾冷、风冷或空冷，为减少应力，增加回火工序：500~600℃，获得珠光体+少量铁素体+球状石墨，提高强度、增加硬度和耐磨性。

（4）不奥氏体化正火 820~860℃加热，冷却方式：雾冷、风冷或空冷，为减少应力，增加回火工序：500~600℃，获得珠光体+少量分散的铁素体组织，得到较好的综合力学性能。

（5）调质处理 840~880℃加热，冷却方式：油或水冷，淬火之后的回火温度：550~600℃，获得回火索氏体组织，提高综合力学性能。

（6）等温淬火 840~880℃加热，在250~350℃盐浴中淬火，获得综合力学性能，尤其能提高强度、韧性与耐磨性。

热处理加热时，铸件入炉温度一般小于350℃，加热速度视铸件尺寸与复杂程度而定，在30~120℃/h之间选择。尺寸大、复杂件的入炉温度要低，升温速度要慢。加热温度则取决于基体组织和化学成分。保温时间按铸件壁厚而定。

此外，球铁铸件还可以采用高频、中频、火焰等方法作表面淬火，以获得高硬度、耐磨性以及性能。也可以软氮化处理，提高铸件耐磨性。

1、球墨铸铁的淬火+回火处理

球墨铸造件作为轴承需要更高的硬度，常将铸铁件淬火+低温回火处理。工艺是：铸件加热到860-900℃的温度，保温让原基体全部奥氏体化后再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经250-350℃加热保温回火，原基体转换为回火马氏体及残留奥氏体组织，原球状石墨形态不变。处理后的铸件具有高的硬度及一定韧性，保留了石墨的润滑性能，耐磨性能更为改善。

球墨铸铁件作为轴类件，如柴油机的曲轴、连杆，要求强度高同时韧性较好的综合机械械性能，对铸铁件进行调质处理。工艺是：铸铁件加热到860-900℃的温度保温让基体奥氏体化，再在油或熔盐中冷却实现淬火，后经500-600℃的高温回火，获得回火索氏体组织(一般尚有少量粹块状的铁素体)，原球状石墨形态不变。处理后强度，韧性匹配良好，适应于轴类件的工作条件。


2、提高韧性的球墨铸铁退火

球墨铸铁在铸造过程中此普通灰口铸铁的白口倾向大，内应力也较大，铸铁件很难得到纯粹的铁素体或珠光体基体，为提高铸铁件的延性或韧性，常将铸铁件重新加热到900-950℃并保温足够时间进行高温退火，再炉冷到600℃出炉变冷。过程中基体中的渗碳体分解出石墨，自奥氏体中析出石墨，这些石墨集聚于原球状石墨周围，基体全转换为铁素体。

若铸态组织由(铁素体＋珠光体)基体，以及球状石墨组成，为提高韧性，只需将珠光体中渗碳体分解转换为铁素体及球状石墨，为此将铸铁件重新加热到700-760℃的共析温度上下经保温后炉冷至600℃出炉变冷。

3、提高球墨铸铁强度的正火

球墨铸铁正火的目的是将基体组织转换为细的珠光体组织。工艺过程是将基体为铁素体及珠光体的球墨铸铁件重新加热到850-900℃温度，原铁素体及珠光体转换为奥氏体，并有部分球状石墨溶解于奥氏体，经保温后空冷奥氏体转变为细珠光体，因此球墨铸件的强度提高。