一、球墨鑄鐵管退火工藝

球墨鑄鐵的熱處理可以像鋼一樣，凡能改變金屬基體的各種熱處理方法，對(duì)球墨鑄鐵均有效，其加熱冷卻過(guò)程中的相變?cè)硪才c鋼相似。一般可以進(jìn)行退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)等處理。球墨鑄鐵的退火主要包括消除內(nèi)應(yīng)力退火、低溫石墨化退火和高溫石墨化退火。球墨鑄鐵退火溫度是根據(jù)不同工藝和情況而定的。

1、消除內(nèi)應(yīng)力退火

由于球墨鑄鐵的彈性模量比灰鑄鐵高，所以鑄造后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力要比灰鑄鐵高1～2倍。如果用球墨鑄鐵制造形狀復(fù)雜的零件，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)更大。在加工和使用過(guò)程中，隨著應(yīng)力的逐漸釋放，零件會(huì)產(chǎn)生變形，影響零件的精度和使用性能。因此，對(duì)于不再進(jìn)行其他熱處理的鑄件，都應(yīng)進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力退火。

鐵素體球墨鑄鐵的消除應(yīng)力退火溫度為600~650℃，珠光體球墨鑄鐵的退火溫度為500~600℃，保溫時(shí)間為2～8h。保溫后隨爐緩冷(25~30℃/h)到150~200℃出爐空冷。退火后鑄件的內(nèi)應(yīng)力可除去90%~95%，消除內(nèi)應(yīng)力退火還可用于正火后的球墨鑄鐵件。

2、低溫石墨化退火

當(dāng)鐵素體球墨鑄鐵的鑄態(tài)組織中沒(méi)有自由滲碳體而出現(xiàn)珠光體時(shí)，為了獲得完全的鐵素體球墨鑄鐵，得到單一的鐵素體基體組織，就需要使珠光體中的共析滲碳體分解為鐵素體和石墨，以提高鑄件的韌性。對(duì)于這種情況，可以采用低溫石墨化退火的方式。

低溫石墨化退火的加熱溫度為720~760℃，保溫2～8h，爐冷至600℃出爐空冷。有的采用在720~780℃保溫1～3h，爐冷至680~700℃等溫一定時(shí)間（根據(jù)具體情況定），爐冷至600℃出爐空冷。

3、高溫石墨化退火

高溫石墨退火的目的是消除球墨鑄鐵的白口，改善切削加工性能，提高塑性和韌性。

在球墨鑄鐵的生產(chǎn)過(guò)程中，由于化學(xué)成分控制不當(dāng)，或鑄鐵薄厚不均，冷卻速度不勻，使鑄態(tài)組織中往往出現(xiàn)一定數(shù)量的自由滲碳體，因而產(chǎn)生白口。由于白口硬度高、脆性大，不但使鑄件的力學(xué)性能受到破壞，還給切削加工帶來(lái)了很大困難。進(jìn)行高溫石墨化退火可以消除白口，根據(jù)所得基體組織的不同，冷卻方法不同，高溫石墨化退火方法有以下兩種：

①獲得珠光體球墨鑄鐵。將鑄件加熱到900~960℃，保溫時(shí)間為1~4h（完成第一階段石墨化），保溫后出爐空冷即可。

②獲得高韌性的鐵素體球墨鑄鐵。將鑄件加熱到900~960℃，保溫時(shí)間為1～4h（完成第一階段石墨化），在高溫保溫后爐冷到600℃出爐空冷；也可以在高溫保溫后爐冷至720~760℃等溫2～6h（完成第二階段石墨化），然后爐冷至600℃出爐空冷。

二、球墨鑄鐵退火目的是什么

球墨鑄鐵退火主要是為了能讓球墨鑄鐵管表現(xiàn)出良好的物理特性。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13295及國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)ISO2531對(duì)于球墨鑄鐵管的延伸率有一定的要求，通常要求達(dá)到10%。而市場(chǎng)中一些水冷型球墨鑄鐵管材質(zhì)其延伸率根本達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，僅僅為2%-5%，分析其原因主要是兩方面：①一是由于球墨鑄鐵材質(zhì)球化率達(dá)不到要求，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)密度較低，鐵素體在其材質(zhì)中呈現(xiàn)片狀。②其二，由于鑄造過(guò)程中液態(tài)鐵冷卻速度很快，在其快速凝固的同時(shí)，結(jié)構(gòu)中有15%-25%的共晶碳體產(chǎn)生，其材質(zhì)斷裂處呈現(xiàn)"白口化"。

所以，為了提高球墨鑄鐵管材質(zhì)的延伸率，通常需要在高溫連續(xù)式退火爐進(jìn)行退火，以消除共晶碳素休產(chǎn)生。退火爐的溫度通常達(dá)到1000度以上。

不退火的球墨鑄鐵材質(zhì)通常會(huì)表現(xiàn)為以下物理性能變化：

球墨鑄鐵管在運(yùn)輸、吊裝及安裝過(guò)程中，由于外力原因，撞擊，磕碰，回填石頭擠壓，等原因，球化率低，未經(jīng)退火的球墨鑄鐵管會(huì)出現(xiàn)裂縫，塊狀損壞，這是由于球墨鑄鐵材質(zhì)延伸率低造成的，安裝需要極其注意安裝環(huán)境。

經(jīng)過(guò)退火處理的球墨鑄鐵材質(zhì)通常會(huì)表現(xiàn)出以下物理性能變化：

而經(jīng)過(guò)高溫退火處理過(guò)的球墨鑄鐵管則會(huì)表現(xiàn)出良好的物理性能，有較好的延伸率，不易損壞，在外力作用下產(chǎn)生輕微變形，不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)開(kāi)裂，適合比較惡劣的安裝環(huán)境。