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摘 要：本文主要涉及球墨铸铁相关淬火热处理方法，根据具体工艺方法划分，主要有普通淬火、亚温淬火、等温淬火、亚温等温淬火、双级等温淬火、分级等温淬火工艺；根据淬火的区域划分，主要有：局部淬火、整体淬火。
关键词：球墨铸铁；淬火
中图分类号：TG164.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0286-01
引 言：
由于球铁较之其他金属材料具有很多优点，60年来球墨铸铁有了飞速发展，现已成为工业生产中不可缺少的材料，并仍保持良好的发展势头。而为了获得进一步改善球墨铸铁的力学性能必需进行热处理，国内外针对不同的力学性能要求，研究出各种热处理方法以获得各种优良性能的球铁产品，其中淬火工艺为球墨铸铁的主流热处理工艺，其可以大幅增加球墨铸铁的硬度、强度和耐磨性等，而这些性能是大多数结构件所希望具备的，具有良好的应用前景。
球墨铸铁相关淬火热处理方法由于淬火的工艺参数、运用区域等不同分为多种形式。
（1）根据具体工艺方法划分，主要有普通淬火、亚温淬火、等温淬火、亚温等温淬火、双级等温淬火、分级等温淬火工艺。
普通淬火工艺，一般是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速冷却至马氏体组织转变温度区域以获得马氏体组织的工艺。以文献（JPS56114570A）为代表，具体公开了一种球墨铸铁淬火工艺，其中经过冶炼和浇铸获得球墨铸铁产品后，球墨铸铁被加热至900～930℃，保温0.5～6h，然后以10～200℃/s的速度冷却淬火[1]。
亚温淬火是指工件加热至奥氏体和铁素体双相区温度，之后快速冷却至马氏体组织转变温度区域以获得组织主要为马氏体和铁素体的工艺。以文献（JPS5613421A）为代表，具体公开了一种球墨铸铁亚温淬火工艺，其中铸造之后球墨铸铁被加热至750～830℃，以形成铁素体+奥氏体+球墨的混合结构，然后对铸铁进行冷却淬火以使得奥氏体转变成马氏体，获得了马氏体和铁素体的二相混合组织[2]。
等温淬火是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速冷却至一定组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。以文献（RU2196835C2）为代表，具体公开了一种球墨铸铁等温淬火工艺，其中公开了根据所需组织选择不同的等温温度，铁素体组织为750～850℃，珠光体组织为650～740℃，索氏体组织为550～640℃，屈氏体组织为450～540℃，上貝氏体为350～440℃，下贝氏体组织为290～340℃。其中由于贝氏体具有良好的综合性能，贝氏体等温淬火成为主要的等温淬火方式[3]。
亚温等温淬火是指工件加热至奥氏体和铁素体双相区温度，之后快速冷却至一定组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。以文献（JPS59104425A）为代表，具体公开了一种球墨铸铁亚温等温淬火工艺，其中球墨铸铁加热至A1以上至850以下的温度，然后保温15～90min，快速冷却至450～250℃之间，保温0.5h以上，以获得铁素体和贝氏体的组织[4]。
双级等温淬火是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速预冷至较低温度的组织转变温度区域经过短暂的等温再升温至较高温度的组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。温度选取不同获得的组织也会不同，以文献（JPH05112817A）为代表，具体公开了：工件经过奥氏体化之后先预冷至225～300℃之后再升温等温，获得了上下贝氏体的混合组织[5]；以文献（JPS58185745A）为代表，具体公开了：工件经过奥氏体化之后先急冷至170～210℃然后再220～420℃下等温，获得了马氏体+贝氏体的混合组织[6]。采用双级等温淬火工艺不仅可以获得性能优良的混合组织，同时大量的减少了残余奥氏体的产生。
分级等温淬火是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速冷却至较高温度的组织转变温度区域经过短暂的等温再继续冷却至较低温度的组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。以文献（KR100757105B）为代表，具体公开了一种球墨铸铁分级等温淬火工艺，其中将球墨铸铁工件加热至850～950℃，然后分两个阶段进行淬火，第一阶段将加热工件淬至430～250℃，第二阶段将第一阶段淬火工件淬至330～190℃，然后用水清洗工件[7]。
（2）根据淬火的区域划分，主要有：局部淬火、整体淬火。
为了适应工件不同部位性能的需要，以及处于成本的考虑，局部淬火方法被应用于处理球墨铸铁工件的局部区域，文献（JPS5871328A）具体公开了一种球墨铸铁表面淬火工艺，其中球墨铸铁的齿轮工件采用高频感应加热在大约8s间进行奥氏体化，然后进入230℃盐浴进行等温淬火，等温2h，从而获得表面硬化的球墨铸铁齿轮工件[8]；文献（CN1038318A）具体公开了一种球墨铸铁局部淬火工艺，其中，将按常规正火加热到860～920℃的球墨铸铁件放在控冷装置上定位，将可以控制冷却速度的喷水器对准需要表面淬火的部位喷水冷却，获得强韧的马氏体-贝氏体淬硬层，而不要求表面淬火的部位可实现细化珠光体的正火[9]。
结 论：
目前已有多种不同的淬火方式，可获得不同的组织以及性能，未来可进一步考虑将不同的淬火方式与其他的热处理方式（回火、退火、正火等）进行结合，研究出性能更优的球墨铸铁产品。
参考文献
[1]（JPS56114570A）.
[2]（JPS5613421A）.
[3]（RU2196835C2）.
[4]（JPS59104425A）.
[5]（JPH05112817A0）.
[6]（JPS58185745A）.
[7]（KR100757105B）.
[8]（JPS5871328A）.
[9]（CN1038318A）.
收稿日期：2018-8-13
关键词：球墨铸铁；淬火
中图分类号：TG164.2 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）27-0286-01
引 言：
由于球铁较之其他金属材料具有很多优点，60年来球墨铸铁有了飞速发展，现已成为工业生产中不可缺少的材料，并仍保持良好的发展势头。而为了获得进一步改善球墨铸铁的力学性能必需进行热处理，国内外针对不同的力学性能要求，研究出各种热处理方法以获得各种优良性能的球铁产品，其中淬火工艺为球墨铸铁的主流热处理工艺，其可以大幅增加球墨铸铁的硬度、强度和耐磨性等，而这些性能是大多数结构件所希望具备的，具有良好的应用前景。
球墨铸铁相关淬火热处理方法由于淬火的工艺参数、运用区域等不同分为多种形式。
（1）根据具体工艺方法划分，主要有普通淬火、亚温淬火、等温淬火、亚温等温淬火、双级等温淬火、分级等温淬火工艺。
普通淬火工艺，一般是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速冷却至马氏体组织转变温度区域以获得马氏体组织的工艺。以文献（JPS56114570A）为代表，具体公开了一种球墨铸铁淬火工艺，其中经过冶炼和浇铸获得球墨铸铁产品后，球墨铸铁被加热至900～930℃，保温0.5～6h，然后以10～200℃/s的速度冷却淬火[1]。
亚温淬火是指工件加热至奥氏体和铁素体双相区温度，之后快速冷却至马氏体组织转变温度区域以获得组织主要为马氏体和铁素体的工艺。以文献（JPS5613421A）为代表，具体公开了一种球墨铸铁亚温淬火工艺，其中铸造之后球墨铸铁被加热至750～830℃，以形成铁素体+奥氏体+球墨的混合结构，然后对铸铁进行冷却淬火以使得奥氏体转变成马氏体，获得了马氏体和铁素体的二相混合组织[2]。
等温淬火是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速冷却至一定组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。以文献（RU2196835C2）为代表，具体公开了一种球墨铸铁等温淬火工艺，其中公开了根据所需组织选择不同的等温温度，铁素体组织为750～850℃，珠光体组织为650～740℃，索氏体组织为550～640℃，屈氏体组织为450～540℃，上貝氏体为350～440℃，下贝氏体组织为290～340℃。其中由于贝氏体具有良好的综合性能，贝氏体等温淬火成为主要的等温淬火方式[3]。
亚温等温淬火是指工件加热至奥氏体和铁素体双相区温度，之后快速冷却至一定组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。以文献（JPS59104425A）为代表，具体公开了一种球墨铸铁亚温等温淬火工艺，其中球墨铸铁加热至A1以上至850以下的温度，然后保温15～90min，快速冷却至450～250℃之间，保温0.5h以上，以获得铁素体和贝氏体的组织[4]。
双级等温淬火是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速预冷至较低温度的组织转变温度区域经过短暂的等温再升温至较高温度的组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。温度选取不同获得的组织也会不同，以文献（JPH05112817A）为代表，具体公开了：工件经过奥氏体化之后先预冷至225～300℃之后再升温等温，获得了上下贝氏体的混合组织[5]；以文献（JPS58185745A）为代表，具体公开了：工件经过奥氏体化之后先急冷至170～210℃然后再220～420℃下等温，获得了马氏体+贝氏体的混合组织[6]。采用双级等温淬火工艺不仅可以获得性能优良的混合组织，同时大量的减少了残余奥氏体的产生。
分级等温淬火是指工件加热至奥氏体化温度经过奥氏体化等温转变之后快速冷却至较高温度的组织转变温度区域经过短暂的等温再继续冷却至较低温度的组织转变温度区域进行等温转变后再冷却至室温以获得所需组织的工艺。以文献（KR100757105B）为代表，具体公开了一种球墨铸铁分级等温淬火工艺，其中将球墨铸铁工件加热至850～950℃，然后分两个阶段进行淬火，第一阶段将加热工件淬至430～250℃，第二阶段将第一阶段淬火工件淬至330～190℃，然后用水清洗工件[7]。
（2）根据淬火的区域划分，主要有：局部淬火、整体淬火。
为了适应工件不同部位性能的需要，以及处于成本的考虑，局部淬火方法被应用于处理球墨铸铁工件的局部区域，文献（JPS5871328A）具体公开了一种球墨铸铁表面淬火工艺，其中球墨铸铁的齿轮工件采用高频感应加热在大约8s间进行奥氏体化，然后进入230℃盐浴进行等温淬火，等温2h，从而获得表面硬化的球墨铸铁齿轮工件[8]；文献（CN1038318A）具体公开了一种球墨铸铁局部淬火工艺，其中，将按常规正火加热到860～920℃的球墨铸铁件放在控冷装置上定位，将可以控制冷却速度的喷水器对准需要表面淬火的部位喷水冷却，获得强韧的马氏体-贝氏体淬硬层，而不要求表面淬火的部位可实现细化珠光体的正火[9]。
结 论：
目前已有多种不同的淬火方式，可获得不同的组织以及性能，未来可进一步考虑将不同的淬火方式与其他的热处理方式（回火、退火、正火等）进行结合，研究出性能更优的球墨铸铁产品。
参考文献
[1]（JPS56114570A）.
[2]（JPS5613421A）.
[3]（RU2196835C2）.
[4]（JPS59104425A）.
[5]（JPH05112817A0）.
[6]（JPS58185745A）.
[7]（KR100757105B）.
[8]（JPS5871328A）.
[9]（CN1038318A）.
收稿日期：2018-8-13