灰鑄鐵與球狀石墨鑄鐵軟化退火

灰鑄鐵與球狀石墨鑄鐵軟化退火，事實上是一種針對碳化物分解的熱處理，對非合金性及低合金鑄鐵而言，鐵碳所形成的碳化物并非是一種穩定相，在高溫退火爐中經過一段足夠長的時間，碳化物分解成為石墨、肥力鐵或沃斯田鐵，此類分解過程就是一般所謂的軟化熱處理，同時也是製造展性鑄鐵的主要程序，灰鑄鐵裡的碳化物主要分兩類，第一類是在凝固過程中形成的共晶碳化物(Eutectic Carbide)，一般稱之為自由碳化物(Free Carbide)。軟化處理主要分成兩個步驟，及第一段石墨化及第二段石墨化，共晶碳化物之分解為第一段石墨化，波來鐵分解為肥力鐵與石墨之步驟為第二段石墨化。軟化處理時間-溫度曲線，如果波來鐵分解時予以非常緩慢的冷卻，則同時可達到弛力退火的效果。  

   第一段石墨化處理的目的在於消除共晶雪明碳鐵，因此當灰鑄鐵或者球狀石墨鑄鐵，再凝固過程中，石墨形成不完全，大部分都會形成共晶雪明碳鐵，在鑄件的角落和銳邊處，由於冷卻速率較快，或以金屬模鑄造時激冷效果均會產生共晶雪明碳鐵，另當硅的含量不夠，或接種的處理不良都會產生硬點，或形成碳化物，如果鑄鐵內具碳化物的穩定元素，儒Cr、V或太高之錳含量時，也會形成相同的結果，如果是由於成分的配合不恰當，晶界形成共晶碳化物，則鑄件的肉原對碳化物之形成不會產生之影響，此類碳化物在某一個溫度范圍內相當的不穩定，其分解速度隨著溫度的降低而急速的減小，且隨著溫度的升高而急速的增加。第一段石墨化的溫度不宜太低，其溫度范圍大約在850℃至950℃之間，對球狀石墨鑄鐵而言，由於需要較高的韌性，因此溫度不宜超過920℃，以免發生沃斯田鐵初晶，退火的時間必須加長，退火時間的長短不僅由退火溫度來決定，同時需考慮鑄鐵的種類成分，甚至要考慮碳化物的種類，一般而言退火時間可由2~15小時，為了避免脫碳，同時考慮經濟上的效益，退火時間應儘可能地縮短，石墨化元素如硅及微量的銅可加速雪明碳鐵的分解，而碳化物的穩定元素，如鉻、鋁、銅，在正常情況下會嚴重地延遲石墨化的時間。

   第二段石墨化處理的目的是消除或減少波來鐵，其主要作用在於分解波來鐵，或者經過第一段石墨化處理后，在冷卻過程中，防止波來鐵的再形成，第二段石墨化處理，應與第一段石墨化裡共同進行，假如無共晶碳化物存在，也可單獨進行，主要的執行步驟，是在變態溫度以下非常緩慢的冷卻，或者在變態溫度以下保持一段時間，對球狀石墨鑄鐵而言，肥粒鐵化后的組織對性質有非常大的影響，對灰鑄鐵而言，肥粒鐵系的組織單使材料變軟而已，雪明碳鐵的分解速率隨著溫度之增加而增加，此現象與第一段石墨化處理結果相似。溫度超過變態溫度范圍，則有部分的組織發生沃斯田鐵化，冷卻時，可在次形成波來鐵，當溫度超過600℃時，波來鐵分解非常迅速。直到其完全分解為止，退火時間需要8至12小時，當溫度超過某一臨界點時，此肥粒鐵的生長速率會得到相反的效果，可見要完全成肥粒鐵化所需要的退火時間在4~24小時之間，溫度則在680~740℃之間。

灰鑄鐵與球狀石墨鑄鐵軟化退火工藝可由恒盛爐業提供的熱處理設備進行全自動運行。

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