铸钢件热处理技术分析与研究

李 斌

（南京中盛铁路车辆配件有限公司，南京 211213）

铸钢件是一种常见的金属材质，具有广泛的应用价值。常规铸钢件生产中，热处理技术是铸钢件生产不可缺少的重要工艺，借助热处理工艺中的退火、正火等工艺，可有效增强铸钢件的性能，满足实际使用的需求。基于此，本文展开对铸钢件热处理技术的分析，并对一般铸钢件热处理技术进行分析，研究热处理对铸钢件的影响，再结合具体零件情况，分析其热处理技术。

1 铸钢件常见热处理工艺

鉴于热处理技术对铸钢件作用，在实际的铸钢件生产中，人们需要有效应用铸钢件的热处理技术，满足实际使用的基本需求。具体的铸钢件热处理工艺应用时，可以根据不同的加热条件和冷却条件，将具体热处理分为退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理和除氢处理等。借助这些工艺，则可完成对铸钢件的热处理，现对具体技术进行阐述。

1.1 退火

对铸钢件实施加热，且将其温度控制在Ac3以上20～30℃，且处于这一温度一段时间，给予保温处理，再进行冷却。退火的功能是对铸钢件的组织进行处理，使铸钢件内部的晶粒细化，并消除偏析，从而达到改善铸钢件力学性质的效果。

1.2 正火

将铸钢件加热到Ac3温度以上30～50℃，并保温，促使铸钢件实现奥氏体化，然后将铸钢件静置在空气中冷却。正火工艺可以使铸钢件的钢组织细化，促使铸钢件具备所需的力学性能。正火与退火存在明显差异，其中主要体现在：正火温度高且冷却快。

退火与正火的主要目的，是对铸钢件的硬度进行调整，便于切削工艺，并对残余应力进行控制，规避铸钢件发生变形与开裂，还可以对铸钢件的力学性质进行改善，为最终的热处理作好组织准备。

1.3 淬火

淬火是在经过退火与正火后，铸钢件完全奥氏体化后，并保持一定时间，选择适宜的方式对其进行降温，最终获得马氏体或贝氏体组织。具体的淬火工艺根据冷却的方式不同，可以将其分为水冷、油冷和空冷淬火几种形式。在淬火完成后，需要及时展开回火，实现对淬火应力的处理，最终保障铸钢件的性能。淬火的主要工艺参数包括淬火温度、保温时间和淬火介质三点。其中，淬火介质主要有水、水溶液、油和空气等。

1.4 回火

回火是在淬火或正火后使用的工艺。当淬火或正火后，以某一选定的温度保持一段时间，再结合铸钢件的实际情况，选择冷却时机，从而使得不稳定组织可以得到转化，进而得到稳定组织。回火的主要功能是消除淬火或正火应力，增加铸钢件的塑性与韧性。其中淬火之后，必须及时实施回火，而正火则视情况确认是否使用回火。根据回火的温度差异，可将铸钢件的回火分为两种。一是低温回火。温度处于150～250℃保温并冷却，适用于渗碳和表面淬火等的耐磨铸钢件。二是高温回火。一般回火温度控制在500～650℃，主要适用于高强度与良好韧性的碳钢和低合金钢等。

1.5 固溶处理

将铸钢件加热到适当温度，促进过剩相充分溶解后，快速冷却，最终可以得到过饱和固溶体。借助固溶处理，可促使碳化物及其他析出相溶解到固溶体中。根据不同铸钢件的情况，对固溶温度进行有效控制。

1.6 沉淀硬化处理

在固溶或淬火后，将其置于适当的温度环境中保温，促使碳化物、氮化物、金属间化合物等析出并弥散分布到基体中，进而保障铸钢件的硬度。根据铸钢件的材料类型不同，可选择适当的沉淀硬化处理温度，例如，低合金钢需采用沉淀硬化处理。

1.7 消除应力

消除应力处理主要是控制铸造应力、淬火应力等，从而确保铸钢件尺寸稳定的效果。为消除应力，可将铸钢件加热到Ac3温度以下100～200℃，并保温一段时间，随炉冷却。低合金钢可选择消除应力热处理的方式消除应力。

1.8 除氢处理

除氢处理主要目的是增强铸钢件塑性的目的，温度加热到170～200℃或280～320℃，实施长时间处理，无组织变化，主要用于产生脆向的低合金铸钢件。

2 热处理对铸钢件性能的影响

热处理工艺对铸钢件性能影响较多，借助有效的热处理技术，可对铸钢件的整体性能进行提升，使之满足实际应用的基本需求，下面对具体的性能影响进行分析。

2.1 强度

以低合金钢为例，经过有效的热处理工艺后，可有效增强低合金钢的强度。不同类型的热处理工艺对合金钢铸钢件的屈服强度大小影响不同。故此，在实际的低合金钢应用中需要结合实际情况，对热处理工艺进行调整。

2.2 伸长率

热处理工艺对合金钢铸钢件的影响也较为明显，相关试验研究表明，伸长率与热处理之间存在明显联系，如果选择适宜的热处理工艺，低合金钢铸钢件的伸长率可得到提升。例如，选择渗碳+淬火+回火热处理的工艺，可有效增强低合金钢铸钢件的伸长率。

2.3 冲击韧度

在夹杂物一定的条件下，低合金钢铸钢件的冲击韧性大小主要受基体组织的影响较大。选择适宜的热处理技术，可消除杂质对低合金钢铸钢件的影响，增强其冲击韧性。例如，借助渗碳+淬火+回火热处理的工艺可增强韧度，增强铸钢件的可用性。

3 铸钢件热处理技术的应用实践

为进一步研究铸钢件的热处理技术，本文结合某一型号城轨的刹车盘为例，分析其具体热处理技术。城轨刹车盘是城市轨道交通安全行驶的关键，需要保障铸钢件具有良好的性能特点。以低合金钢刹车盘为例，分析具体热处理技术。

现以某一具体型号的刹车盘工艺，其具体为18CrMnTi，920～950℃渗碳，850～870℃油淬，回火180～200℃，表层硬度HRC58～67，心部HRC30～45。工艺主要由渗碳+淬火+回火。借助有效的热处理技术，实现对刹车盘的生产，并满足城市轨道交通刹车盘的基本需求。

此外，由于热处理容易导致翘曲变形，为实现对所有翘曲变形较大的零件展开直接处理，人们要确保刹车盘端面的平面度≤0.5mm。同时，要展开铸钢件的清砂处理，热处理后要清洗，并需保障热处理后硬度均要达到使用标准，规避隐患，确保铸钢件的功能性与可靠性。

4 结语

本文研究分析铸钢件热处理技术，先对铸钢件常见的热处理技术展开分析，对具体的退火、正火、淬火和回火等热处理工艺进行阐述，明确具体的铸钢件热处理技术。在此基础上，研究分析具体铸钢件热处理中热处理对铸钢件强度、伸长率和冲击韧度等的影响，并得到不同热处理工艺对铸钢件的性能影响存在差异。最后，结合某一具体刹车盘，分析具体刹车盘的热处理技术及调质，从而满足铸钢件的使用标准。

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