硅锰铸钢

铸造硅锰钢是一种常见的中低合金高强度铸钢。由于硅锰铸钢件具有较好的机械性能，因此硅锰铸钢件广泛用于大型机械和运输设备。机械零件中的某些齿轮、车轮、横梁、火车枕梁、侧架、液压机立柱等关键承重部件采用硅锰钢铸件。

硅元素可以对铸钢中的铁素体起到固溶强化作用，从而提高铸钢的屈服强度。在中碳锰钢中，硅元素的分数约为1%。经调质（q+t）热处理后，铸造硅锰钢强度可提高15%-20%，同时保持铸钢件的韧性，不显着降低。如果硅锰比例匹配得当，可以稍微降低硅锰钢热处理过程中晶粒长大的趋势。

正火热处理

正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似，但冷却速度稍大，组织较细。有些临界冷却速度很小的钢，在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体，这种处理不属于正火性质，而称为空冷淬火。与此相反，一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到马氏体，淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却，占用炉子时间短，生产，所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于0.25%的低碳钢，正火后达到的硬度适中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火为切削加工作准备。对含碳量为0.25～0.5%的中碳钢，正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件，正火还可以作为终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物，为球化退火作组织准备。

普通结构零件的终热处理 ，由于正火后工件比退火状态具有---的综合力学性能，对于一些受力不大、性能要求不高的普通结构零件可将正火作为终热处理，以减少工序、节约能源、提高生产效率。此外，对某些大型的或形状较复杂的零件，当淬火有开裂的危险时，正火往往可以代替淬火、回火处理，作为终热处理。

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，获得过饱和的单相组织。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。为了软化组织、---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---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℃。

铸钢件的渗碳

铸钢件的化学热处理是指将铸件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或者几种化学元素渗入表层。化学热处理可以改变铸件表层的化学成分、金相组织和机械性能。常用的化学热处理工艺包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼以及渗金属等。在对铸件进行化学热处理的时候，应该综合考虑铸件的形状、尺寸、表面状态，以及表面热处理的情况。

渗碳是指将铸件在渗碳介质中加热、保温，然后使碳原子渗入到表层。渗碳的主要目的是为了提高铸件表面的含碳量，同时在铸件中形成一定的碳含量梯度。渗碳钢的含碳量一般为0.1% - 0.25%，以---铸件芯部有足够的韧性和强度。

渗碳层的表面硬度一般为56hrc - 63hrc. 渗碳层的金相组织为细针马氏体 + 少量的残留奥氏体以及均匀分布的粒状碳化物。不允许网状碳化物的存在，并且，残留奥氏体体积分数一般不超过15% - 20%。

渗碳以后的铸件的芯部硬度一般为30hrc - 45hrc. 芯部金相组织应为低碳马氏体或下贝氏体。不允许有块状或者沿晶界析出的铁素体。

在实际生产中，常见的渗碳方法有三种：固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。