一、退火

①去應力退火

為了消除鑄件的殘留應力，穩定幾何尺寸，減少或消除切削加工后產生的畸變，需要對鑄件進行去應力退火。

去應力退火的確定，必須考慮鑄鐵的化學成分。普通灰鑄鐵當溫度超過550℃時，即可能發生部分滲碳體的石墨化和粒化，使強度和硬度降低。當含有合金元素時，滲碳體開始分解的溫度可提高到650℃左右。

通常，普通灰鑄鐵去應力退火溫度以550℃為宜，低合金灰鑄鐵為600℃，高合金灰鑄鐵可提高到650℃，加熱速度一般選用60-120℃。保溫時間決定加熱溫度，鑄件的大小和結構復雜程度以及對消除應力程度的要求。下圖為不同退火溫度下保溫時間與殘留應力的關系:

鑄件去應力退火的冷卻速度必須緩慢，以免產生二次應力，冷卻速度一般控制在20-40℃/h，冷卻到150-200℃以下，可出爐空冷。一些灰鑄鐵件的去應力退火規范如下表所示：

2.石墨化退火 

灰鑄鐵件進行石墨化退火是為了降低硬度，改善可加工性，提高鑄鐵的塑性和韌性。若鑄件中不存在共晶滲碳體或其數量不多時，可進行低溫石墨化退火；當鑄件中共晶滲碳體數量較多時，需進行高溫石墨化退火。

（1）低溫石墨化退火。鑄鐵低溫退火時會出現共析滲碳體石墨化與粒化，從而使鑄鐵硬度降低，塑性增加。灰鑄鐵低溫石墨化退火工藝是將鑄件加熱到稍低于Ac1下限溫度，保溫一段時間使共析滲碳體分解，然后隨爐冷卻，其工藝曲線如下圖：

（2）高溫石墨化退火。高溫石墨化退火工藝是將鑄件加熱至高于Ac1上限以上的溫度，使鑄鐵中的自由滲碳體分解為奧氏體和石墨，保溫一段時間后根據所要求的基體組織按不同的方式進行冷卻。如要求獲得高塑性、高韌性的鐵素體基體，其工藝規范和冷卻方式如下圖所示：

如要求獲得強度高，耐磨性好的珠光體基體組織，則其工藝規范和冷卻方式可按下圖6進行：

二、正火

灰鑄鐵正火的目的是提高鑄件的強度、硬度和耐磨性，或作為表面淬火的預備熱處理，改善基體組織。

灰鑄鐵的正火工藝規范如下圖所示：

一般的正火是將鑄件加熱到Ac1上限30-50℃，使原始組織轉變為奧氏體，保溫一段時間后出爐空冷（見下圖a）；形狀復雜的或較為重要的鑄件正火處理后再進行消除內應力的退火。如鑄鐵原始組織中存在過量的自由滲碳體，則必須先加熱到Ac1上限50-100℃的溫度，先進行高溫石墨化以消除自由滲碳體（見圖b）

加熱溫度對鑄鐵正火后硬度的影響如下圖所示，在正火溫度范圍內，溫度越高，硬度也越高。因此，要求正火后的鑄鐵具有較高硬度和耐磨性時，可選擇加熱溫室上限。

正火后冷卻速度影響鐵素體的析出量，從而對硬度產生影響。冷速越大，析出的鐵素體數量越少，硬度越高。因此可采用控制冷卻速度的方法（空冷、風冷、霧冷），達到調整鑄鐵硬度的目的。

三、淬火與回火

1.淬火

鑄鐵淬火工藝是將鑄件加熱到Ac1上限+30~50℃的溫度，一般取850℃-900℃，使組織轉變成奧氏體，并在此溫度下保溫，以增加碳在奧氏體中的溶解度，然后進行淬火，通常采用油淬。

對于形狀復雜或大型鑄件應緩慢加熱，必要可在500-650℃進行預熱，以免不均與加熱而造成開裂。

淬火加熱溫度對鑄鐵硬度的影響如下表8.1所示，表8.2所列為上表所列鑄鐵的化學成分。隨奧氏體化溫度升高，淬火后的硬度越高，但過高的奧氏體化溫度，不但增加鑄鐵變形和開裂的危險，并產生較多的殘留奧氏體，使硬度下降。保溫時間對硬度的影響如下圖9所示

灰鑄鐵的淬透性與石墨大小，形狀，分布，化學成分以及奧氏體晶粒度有關。

石墨使鑄鐵的導熱性降低，從而使它的淬透性下降，石墨越粗大，越多，這種影響越大。

2.回火

回火溫度對鑄鐵力學性能的影響見下圖10。為了避免石墨化，回火溫度一般應低于550℃，回火保溫時間按t=[鑄件厚度（mm）/25]+1(h)計算。