可鍛化退火

將白口鑄鐵轉變成可鍛鑄鐵的退火工藝。按照基體組織不同可分為鐵素體、珠光體和馬氏體3種可鍛鑄鐵。按照熱處理條件和斷口組織顏色不同，可分為黑心和白心可鍛鑄鐵。前者的強度較低，但塑韌性較好，應用較廣泛。中國有8個品種可鍛鑄鐵。可鍛鑄鐵實際上並不可鍛造，且石墨化退火時間長，有為球墨鑄鐵取代的趨勢。但前者質量較穩定，鐵水易處理，成本較低，適應性較強，可取代部分鑄鋼和有色合金鑄件，在汽車、拖拉機和建築業中得到了廣泛應用。

有時為了提高可鍛鑄鐵的耐磨性和力學性能等，可通過獲得不同基體組織來實現。在900～950℃温度的第一階段石墨化過程，使自由滲碳體充分消除；控制第二階段的停留時間，調整臨界區的冷卻速度，隨着冷卻速度增加(空冷、風冷、霧冷、油冷等)，可使基體組織分別獲得珠光體、索氏體、馬氏體；如果第一階段石墨化完成後，控制第二階段停留時間，僅使部分共析滲碳體進行石墨化。緩慢冷卻後，可以獲得比例不同的珠光體、鐵素體和石墨混合組織。如果快速冷卻，隨其冷速增加，可以獲得索氏體或馬氏體與滲碳體及石墨混合組織。 ^[1] 

製造可鍛鑄鐵的主要技術，是先得到白口鐵組織和其後的退火工藝制度。因此，鐵水的化學成分應保證鑄件斷面生成白口鐵組織，鑄造性能要好，力學性能符合要求，可鍛化退火時間要短。白口鑄鐵的化學成分主要有碳C,鉻Cr,鉬Mo,硅Si,錳Mn,釩V和銅Cu等7種化學元素，利用其鑄造性能好這一特點，進一步製造可鍛鑄鐵。

可鍛化鑄鐵的兩個階段，第一階段的加熱温度愈高，愈有利用石墨化的進行。但當温度超過1080℃時，將得到不利的石墨形狀。因而其退火温度應不超過1000℃。在第二階段中，由於從高温冷卻到Ar₁(720℃)以下時，發生珠光體轉變，要使共析滲碳體轉變成石墨，需要更長的保温時間。為加速其可鍛化的進行，可使鑄件從第一階段退火温度以200～300℃/小時的速度冷到770℃後，再以極緩慢的冷速(2～3℃/小時)冷卻到略低於720℃。這樣可避免發生珠光體的轉變，而使奧氏體直接分解為鐵素體和石墨。這種退火獲得的組織為鐵素體+團絮狀石墨。也可在第一階段保温後，直接進行緩慢冷卻到室温，在冷卻過程中發生珠光體轉變。這樣得到的組織將是珠光體基體上分佈着團絮狀石墨。 ^[2] 

1）可鍛化退火後，白口鑄鐵中的碳化物轉變成團絮狀石墨。

2）鑄鐵件的韌性和塑性可不同程度提高，根據產品的具體使用性能要求，調整退火冷卻速度。

3）嚴格控制兩個階段退火條件，控制反應進行

該工藝主要用於將白口鑄鐵製備成可鍛鑄鐵

1)製取黑心可鍛鑄鐵的加熱速度，一般以100～150^。C/h為宜。如果裝爐量過大，可以適當放慢加熱速度。

2)黑心可鍛鑄鐵加熱時，應在中性氣氛爐中或掩埋在中性物質(如砂子、鑄鐵屑等)中進行；也可用石墨粉掩埋裝箱加熱。

3)可鍛化退火加熱温度，推薦在900～950^。C的温度範圍內，保温時間以30～40h為宜。

4)高温保温後，應隨爐快冷到730℃左右保温10～12h，最後再緩慢冷卻到室温出爐。 ^[1] 

由於石墨化第一階段充分進行以消除自由滲碳體；控制石墨化第二階段，使其部分進行或完全抑制，可獲得珠光體及鐵素體或完全珠光體基體。

有效控制石墨化第二階段：縮短在730～780^。C温度區間的保温時間；加快通過臨界區時的冷卻速度；或改變石墨化第一階段結束後的冷卻速度等方法。 ^[3] 

可鍛化退火主要應用於可鍛鑄鐵的製造，其製作過程是先鑄造成白口鑄鐵，再進行可鍛化退火將滲碳體分解為團絮狀石墨。可鍛鑄鐵的顯微組織由團絮狀石墨+金屬基體組成。基體組織有鐵素體、珠光體和珠光體+少量鐵素體三種，相應的斷口分別呈黑灰色、白色和心部亮白色，故依次稱黑心可鍛鑄鐵、珠光體可鍛鑄鐵和白心可鍛鑄鐵。由於鑄鐵的強度和硬度升高，顯微組織得到改善，因此具有良好的潤滑性和抗咬合抗擦傷的能力。廣泛用於製造機牀導軌、汽缸套、活塞環、凸輪軸等零件

石墨化第一階段結束後隨着冷卻速度的增大(空冷、吹風、噴霧、油冷等)，可鍛鑄鐵的基體可為珠光體、細片狀珠光體、馬氏體等，從而能夠滿足提高耐磨性的要求。可鍛鑄鐵經快冷後應進行適當温度的回火，以消除應力及穩定尺寸。

可鍛鑄鐵的機械性能介於灰鑄鐵與球墨鑄鐵之間，有較好的耐蝕性，但由於退火時間長，生產效率極低，使用受到限制，故一般用於製造形狀複雜，工作時受振動而對強度、切性要求較高的零件。 ^[4]