铸件热处理工艺及作业指导书主
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铸件热处理工艺及作业指导书 文件编号：JB/CG-10）
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前 提：本作业指导书系建蓓铸造有限公司的核心工艺文件之一。它针对公司产品实现的第三个特殊过程(见《公司质量手册》章节号4.0/4.1之4.1.7)提出了系统完整的操作、控制规定，必须得到充分严格贯彻执行。
本作业指导书所取参数，主要源于化工出版社的《钢铁热处理实用技术》。
* 本作业指导书中打“*”并用楷体注明的文字，是警/提示内容，也可作为执行条款。
1. 灰铸铁的退火、正火热处理工艺
1.1 消除内应力退火(人工时效)工艺
灰铸铁消除内应力退火(人工时效)热处理工艺适用范围
℃500~550 度 /h30~50℃较薄、故冷却速度较快的灰铁1.温150~200至 3~5h 件；
2.形状复杂、截面变化较大的铸时间件；
需进行机加工的大型铸件；3.
因而局部积累些4.经过少量焊修，许焊应力的铸件。
* 加热温度越高，应力消除越快。但温度过高，则易发生石墨化与珠光体球化而使性能降低，尤其是含Si量较高时；
* 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热；
* 保温时间终了，以30~50℃/h的速率在炉内缓冷，冷却至150~200℃出炉冷却(空冷)。
1.2 软化退火和正火工艺
灰铸铁软化退火和正火热处理工艺围范适用 900~951消除因浇注后铸件过快冷却2~3铸表形成的薄白口层使铸件易进行机械加工
退 火2.匀化并得到珠光体+石墨的基体 正 火
组织； 时间正火工艺适用于对材质有硬度3.退火工艺适用于对要求的铸件，材质有韧性要求的铸件；
因而积累较大焊经过较多焊修，4.应力的铸件。
* 保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。
2. 球墨铸铁的退火、正火(+回火)和调质热处理工艺
2.1 高温退火
当铸态组织为铁素体+珠光体+渗碳体+石墨时，必须采用高温退火工艺：
铸件热处理工艺及作业指导书 文件编号：JB/CG-10） 900~950℃ 炉 度
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球墨铸铁高温退火热处理工艺适用范围
温1~4h
空 获得铁素体球墨铸铁；1. 提高机械2.分解渗碳体和珠光体，性能；
使工件容易加工3.改善加工性能，且不易变形。
* 退火温度越高，渗碳体组织分解速度越快，白口现象越易消除。但温度过高将使铸件机械性能反而变坏，发生变形和表面氧化失碳，故须严格控制温度上限。
* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算，铸件白口深度大、渗碳体组织成分多时，应适当增加保温时间。
* 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以60~80℃/h的速率在炉内缓冷，至600℃后出炉空冷。
2.2 低温退火
当铸态组织为铁素体+珠光体+石墨(没有渗碳体)时，只需采用低温退火工艺：
球墨铸铁低温退火热处理工艺围范适用
℃720~760
炉 获得铁素体球墨铸铁；1. 度2~4h 温空提高机性2.分解渗碳体和珠光体，
能；
改善加工性能。3. 时间计算；1~2h保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温*
的速率/h60~875~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以0℃形状复杂的铸件，要以*
600℃后出炉空冷。在炉内缓冷，至
回火正火2.3 + 球墨铸铁正火+回火热处理工艺适用范围
℃ 880~920 度1.获得珠光体基体组织(P可达70%以上)； 温1~3h 550~600℃ 空
3~4h空 2.增加珠光体分散度，细化组织金相；
正火 回火 时间提高强度、硬度和耐磨性。3.
铸件热处理工艺及作业指导书 文件编号：JB/CG-10）
版本号：A 550~570度 修订次数：0 ℃ 3 Pages Possess the 9 Pages
* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算；
* 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。正火保温终了即进行空气冷却或吹风强制冷却；
* 由于正火的冷却速率较大，会导致铸件产生热处理应力。故应在正火后的24h内进行以消除铸件内应力为目的的回火热处理。回火保温终了，铸件在静止空气中冷却。
2.4 调质热处理
球墨铸铁调质热处理工艺适用范围
℃ 860~900 度1.获得回火索氏体+石墨组织； 水温2~4h ℃550~620
空2~4h 获使材质性能得到最大程度的提升。2. 或 正淬 回火 得较高的综合机械性能； 时间技术性能要求很高的大型球铁件。3.
* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算；
* 形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。正淬保温终了要迅即入水(复杂铸20℃左右，可用冷却塔使介最好控制在(。入淬时要控制介质温度不宜过高)件用油淬
质及时冷却)；
* 淬火形成较大的调质应力，故应在正火后的12h内完成回火热处理。回火保温终了，铸件可采用空冷、油冷，但绝不可采用炉冷(缓冷将使冲击值陡降)。
3. 合金铸铁的稳定化(人工时效)和软化退火、正+回热处理工艺
3.1 稳定化消除内应力退火(人工时效)工艺
围用范人工时效)热处理工艺适合金铸铁稳定化退火(
/h℃30~50抗磨白口铸铁、耐热铸铁高1.Cr温℃后至200 4~8h 等合金铸铁件消除铸应力；
经过少量焊修，因而局部积累2. 时间些许焊应力的合金铸铁件；
需进行机加工的大型合金铸铁3.件。
计算；1h15mm的有效厚度、需要保温保温时间也可按炉内铸件每*
。保温终了炉内冷却速率控制在/h60~100℃* 装炉时温度须低于200℃，加热速率小于，避免形成新的热应力。/h30~50℃
出炉空冷，可根据需要采用风冷或静态空气冷却。前者表面硬度较高，后者表面硬度较* 低。
软化退火3.2
）JB/CG-10书 文件编号：艺及作业指导工件铸热处理
版本号：A 0修订次数： Pages Possess the 9 Pages4
合金铸铁软化退火热处理工艺适用范围
920~960℃ 度冷炉℃700~750 温缓 1~6h
4~8h 空 耐热铸Cr抗磨白口铸铁、1.高铁等合金铸铁件细化晶粒、提高性能；
因而积累较2. 经过较多焊修，大焊应力的合金铸铁件；
需进行机加工的大型合金铸3.铁件。
* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1h计算；
* 装炉时温度须低于200℃，加热速率小于60~100℃/h。第一次和第二次保温终了炉内冷却速率控制在30~50℃/h，分别缓冷至700~750℃和600℃温点。
* 出炉空冷，可根据需要采用风冷或静态空气冷却。前者表面硬度较高，后者表面硬度较低。
3.3 正火+回火
合金铸铁正火+回火热处理工艺适用范围
℃ 920~1020 度1.获得良好的金相组织和材质稳定性； 温2~6h
空 200~300℃ 2.使材质综合性能得到提升。获得较高空2~8h
的综合机械性能；正火 回火 时间有严格力学性能要求的合金铸铁件。3.
* 保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1h计算；
* 正火温度根据合金成分分别取上、下限：如kmTBCr26取上限、kmTBCr15Mo2-DT取下限。装炉时温度须低于200℃，加热速率小于60~100℃/h。
* 出炉空冷通常采取静态空冷。
4. 亚共析碳钢完全退火和正火+回火热处理工艺
4.1 完全退火
亚共析钢完全退火热处理工艺围用范适
+(30~50)Ac 3度 温炉 常规机械性能要求的亚共析钢1. 2~8h
铸件；)(ZG15~55钢
≤经过大面积焊修的铸钢件。 2.
时间
）JB/CG-10 文件编号：指及作业导书热铸件处理工艺
版本号：A 修订次数：0 Pages Possess the 9 Pages5
℃、及完全退火或正火温度参考下表：Ac+(30~50)各牌号亚共析钢的 3
号钢 热处理
类型 ℃加热温度/ 冷却形式
ZG200-400(15) ZG200-400H 正火或 完全退火 920~940 空冷或炉冷
ZG230-450(25)
ZG230-450H/275-485H
Q235/WCB/WCA/WCC/SCW410/SCW450/
GS38/GS45/SCW550/SCW660 正火/完全退火
回火 890~910 550~650 空冷或炉冷
ZG270-500(35) 完全退火正火/ 880~900 空冷或炉冷
GS52 回火 550~650
ZG310-570(45) /完全退火正火
回火 870~890 550~650 空冷或炉冷
ZG340-640(55) 正火/完全退火
回火 840~860 550~650 空冷或炉冷
* 保温时间按炉内铸件最厚壁处的每25mm保温1h计算，当壁厚超过75mm，则超过部分按每50mm保温1h叠加；
Ex：某炉内装的亚共析钢铸件的最厚壁厚为150mm，则其热处理保温时间应为：
3+［150-(3×25)］/50=4.5小时
* 升温速率：一般 (厚薄相对均匀、结构简单)铸钢件，可以每小时100~150℃的速率升温。复杂(厚薄差异大、结构复杂)铸钢件，600℃以下时，以每小时50~80℃的速率升温，600℃以上可全速升温。
* ≤300℃出炉后，通常采取静态空冷。
4.2 正火+回火
亚共析钢正火+回火热处理工艺适用范围
+(30~50) Ac 度31.对力学性能有较高要求的碳钢铸件；风 温2~8h ℃550~650
2~8h炉 材质性能比完全退火得到更大程度2. 冷正火 回火 获得较高的综合机械性能；的提升。 ≤经过大面积焊修的铸钢件，可以直3. 时间接进行回火处理。
，75mm当壁厚超过计算，1h保温25mm正火和回火的保温时间均按炉内铸件最厚壁处的每*
则超过部分按每50mm保温1h叠加；
* 升温速率：一般 (厚薄相对均匀、结构简单)铸钢件，可以每小时100~150℃的速率升温。复杂(厚薄差异大、结构复杂)铸钢件，600℃以下时，以每小时50~80℃
