铸钢件的固溶和沉淀硬化处理

固溶处理

固溶处理的主要目的是使碳化物或者其他析出相溶解于固溶体中，获得过饱和的单相***。奥氏体不锈钢钢、奥氏体锰钢以及沉淀硬化不锈钢的铸件一般都应该经过固溶处理。固溶温度的选择取决于铸钢的化学成分和相图。奥氏体锰钢铸件的温度一般为1000℃-1100℃；奥氏体铬镍不锈钢铸件的温度一般为1000℃-1250℃。

铸钢中含碳量越高，难溶合金元素越多，则其固溶温度应该越高。含铜的沉淀硬化铸钢件，由于铸态有硬质富铜相在冷却过程中沉淀，致使铸钢件硬度升高。为了软化***、改善加工性能，铸钢件需经固溶处理。其固溶温度为900℃-950℃。

沉淀硬化处理

沉淀硬化处理是在回火温度范围内进行的弥散强化处理，也称为人工时效。沉淀硬化处理的实质是，在较高的温度下，自过饱和固溶体中析出碳化物、氮化物、金属间化合物以及其他不稳定的中间相，并弥散分布于基体中，因而使铸钢的综合力学性能和硬度提高。

时效处理的温度直接影响铸钢件的终性能。如果时效温度过低，沉淀硬化相析出缓慢；如果时效温度过高，则因为析出相的聚集长大引起过时效，而得不到佳的性能。所以，铸造厂应该根据铸钢件的铸钢牌号和规定的性能选用合适的时效温度。奥氏体耐热铸钢的时效温度一般为550℃-850℃；高强度沉淀硬化铸钢的时效温度一般为500℃。

?热处理对铸钢件性能的影响

热处理对铸钢件性能的影响

铸钢件的性能除了取决于化学成分、铸造工艺以外，还可以借助不同的热处理方式使其具有优良的综合力学性能。热处理工艺的总的目的是提高铸件质量、减轻铸件重量、延长使用寿命和降低成本。热处理是提高铸件的力学性能的重要手段；铸件的力学性能则是判断热处理效果的重要指标。除了下面几个性能以外，铸造厂在对铸钢件进行热处理的时候，还必须考虑到加工程序、切削性能和铸件的使用要求等因素。

1）热处理对铸件强度的影响

在铸钢成分相同的条件下，经过不同热处理工艺后的铸钢件的强度均有提高的趋势。一般来讲，碳钢铸件和低合金钢铸件在经过热处理以后，它们的抗拉强度可以达到414Mpa-1724MPa。

2）热处理对铸钢件塑性的影响

铸钢件的铸态***粗大、塑性偏低。经过热处理以后，它的***细化、塑性也会相应提高。尤其是在调质处理（淬火+高温回火）以后的铸钢件的塑性会得到明显的改善。

3）铸钢件的韧性

铸钢件的韧性指标常常以冲击试验进行评定。由于铸钢件的强度和韧性是一对矛盾的指标，因此，铸造厂必须进行综合考虑来选定合适的热处理工艺，以便达到客户所要求的综合的力学性能。

4）热处理对铸件硬度的影响

在铸钢的淬透性相同的时候，热处理以后的铸钢件的硬度可以大概反映出铸钢件的强度。因此，硬度可以作为估计铸钢热处理以后性能的直观指标。一般来讲，碳钢铸件在经过热处理以后的硬度可以达到120HBW-280HBW.

?碳钢铸件的热处理

碳钢铸件的热处理

碳钢铸件通常采用的热处理方式有：退火、正火或者正火+回火。经过正火处理的铸钢，其力学性能比退火状态的铸钢稍微高一些。由于***转变时的过冷度比较大，硬度也会高一些，而且，其切削性能也比较好。

对于含碳量高，并且形状复杂的碳钢铸件，为了消除残留应力和改善韧性，可以在正火后进行回火处理。回火温度一般以550℃ - 650℃为宜，然后在空气中冷却。

当含碳量高于0.35%的时候，铸造碳钢件也可以采用调质（淬火+高温回火）处理。小型的碳钢铸件可以有铸态直接进行调质处理；大型或者形状复杂的碳钢铸件则应该在正火后再进行调质处理。

?中、低合金铸钢件的热处理

中、低合金钢是合金元素（主要是指硅、锰、铬、钼、镍、铜和钒等化学元素）含量小于8%的合金钢。中、低合金钢铸件具有较好的淬透性，经过适当的热处理以后可以获得良好的综合力学性能。

中低合金钢铸件的热处理的特点：

1. 中低合金钢铸件大多数用于汽车、拖拉机、火车、工程机械、液压系统等机械工业。这些行业要求铸件具有良好的强度和韧性。对于要求抗拉强度小于650 MPa的的铸件，一般采用正火 + 回火热处理；对于要求抗拉强度大于650 MPa的中低合金铸钢件，则采用淬火 + 高温回火热处理。调质处理后铸钢件的金相***是回火索氏体，从而得到更高的强度和良好的韧性。但是，当铸件的形状及尺寸不适宜淬火的时候，则应该采用正火 + 回火代替调质处理。

2. 中低合金铸钢件在调质处理以前好进行一次正火或者正火 + 回火预处理。这样，可以使铸钢件晶粒细化、***均匀，从而增强终调质处理的效果，也有利于避免铸件内部的铸造应力的不良影响。

3. 中低合金铸钢件在淬火处理以后要尽可能得到马氏体***。为达到此目的，应该根据铸钢的牌号、淬透性和铸件壁厚、形状等因素来选择淬火温度和冷却介质。

4. 为了调整铸钢的淬火***、消除淬火应力，中低合金铸钢件在淬火后应立即进行回火。

5. 在不降低铸钢件的强度的前提下，中碳低合金高强度铸钢件可以进行韧化处理。韧化处理可以改善铸钢件的塑性和韧性。