铸铁在固态范围内通过加热和冷却也有相变的发生。由此可见铸铁是具备热处理的条件的。另一方面,铸造出来的工件直接使用往往不能符合要求。例如,一些铸件硬度很高,妨碍机械加工(如刨削等),有时甚至因太硬而不能加工,为此必须降低它的硬度,使其有利于机械加工的进行。又如,有些铸件要在震动或冲击甚至要在交变负荷状态下工作,而铸铁本身则是又硬又脆,强度很低,当然不能在这样的条件下使用。为此就要使它变得坚韧有力。这样就必须用热处理来改变它原来的性能,使它符合使用状态的要求。
铸铁进行热处理的必要性主要有以下几点:
①铸铁经过各种热处理以后,性质就要发生变化,退火后变软,淬火后变硬,或者热处理后使其更加坚韧有力,从而使铸铁的性能更加符合使用要求。例如,白口铸铁性硬而脆,但是当给予它石墨化退火而变为可锻铸铁时,它就变得软而坚韧有力了,甚至可以承受冲击力的作用。
②热处理能够减少或者消除某些铸造上的缺陷。例如,铸件上某些部分带有白口,铸件太硬、太脆,或者铸件本身有很大的内应力,这些缺陷都可以用热处理的方法来减少或者消除。
③热处理可以降低铸件的硬度,使它容易加工。所有铸件很大部分都要进行机械加工,如果铸件太硬,势必对加工造成困难。为此,可以用热处理(退火)的办法来降低硬度,以便机械加工。
铸铁热处理时有如下的特点:
(1)铸铁里面有很多石墨,这些石墨对铸铁的热处理有如下的影响。
①使铸铁产生较大的应力集中,容易造成铸件在淬火过程中的裂纹。球墨铸铁由于石墨呈球状分布,内应力比普通灰口铸铁为小,淬火裂纹的可能性也大为减小。
②石墨减低了铸件的导热性,这样将使铸件在加热或者冷却过程中各部分温度不均匀,因而增加了应力。所以铸件在加热的时候应比钢为慢,并且要在处理的温度下停留较长时间,以便使铸件内外各部分达到均匀一致的温度。
(2)铸件形状复杂,断面尺寸很不均匀,会产生以下影响。
①厚度不同的断面上基体组织是不相同的,因而也给热处理带来困难。