優化成分后的灰鑄鐵需通過針對性熱處理進一步強化性能，以下是關鍵工藝及實施流程：
一、熱處理工藝選擇與參數優化
消除內應力退火
溫度控制：500-550℃（依據合金含量調整，高合金灰鑄鐵可提升至600℃）
保溫時間：每10mm截面厚度保溫1小時，大型鑄件需延長至6-8小時
冷卻方式：爐冷至150-200℃后空冷（冷卻速度≤40℃/h），避免二次應力生成
石墨化退火
高溫退火：850-950℃保溫2-5小時，分解白口組織中的滲碳體，改善切削加工性
低溫退火：720-760℃長時間保溫（8-12h），用于分解二次滲碳體，獲得鐵素體基體
冷卻策略：爐冷至500℃后空冷，控制石墨形態與基體組織匹配優化成分帶來的合金元素作用
表面強化處理
高頻淬火：快速加熱至900-950℃后水冷或油冷，表面硬度可達HRC 50-55，耐磨性提升30%以上
火焰淬火：適用大型件，加熱層深度2-4mm，后續需200-300℃回火消除淬火應力
二、工藝協同實施流程
成分優化與熱處理匹配
高碳當量（CE＞3.5%）：優先采用石墨化退火+表面淬火，避免基體強度不足
低硫高錳（S≤0.06%，Mn≥0.8%）：提高正火溫度至900-950℃，促進珠光體形成
分階段處理順序
markdown
Copy Code
鑄態優化 → 去應力退火（穩定尺寸）→ 粗加工 → 石墨化退火（改善加工性）
→ 精加工 → 表面淬火+低溫回火（提升耐磨性）
（注：加工工序需穿插在熱處理環節之間）
時效處理
振動時效：對精加工后鑄件進行10⁵次低頻振動，消除殘余應力更高效
人工時效：530-620℃保溫后緩冷，適用于高精度要求的機床導軌類鑄件
三、典型工藝參數對照
熱處理類型溫度范圍核心作用適用優化成分場景
去應力退火500-600℃消除鑄造/加工應力含Cr、Mo等易變形合金成分
高溫石墨化退火850-950℃消除白口、降低硬度高碳當量薄壁件
表面淬火900-950℃提升表面耐磨性Mn、Cu強化基體的成分體系
通過上述協同工藝，優化成分后的灰鑄鐵可實現抗拉強度提升15%-20%，同時保持良好加工性能與尺寸穩定性。需注意避免過度石墨化導致的強度損失，建議通過金相檢測動態調整退火時間。
