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低温退火工艺是把铸件加热至共析温度范围附近，即720~760℃，保温3~6h，使铸件发生第二阶段石墨化，然后随炉缓冷至600℃，再出炉空冷。
图7-10 球墨铸铁高温石墨化退火工艺曲线 图7-11 球墨铸铁低温石墨化退火工艺曲线
2、正火
球墨铸铁正火的目的是为了获得珠光体组织，并使晶粒细化、组织均匀，从而提高零件的强度、硬度和耐磨性，并可作为表面淬火的预先热处理。正火可分为高温正火和低温正火两种。
（1）高温正火 高温正火工艺是把铸件加热至共析温度范围以上，一般为880~920℃，保温1~3h，使基体组织全部奥氏体化，然后出炉空冷，使其在共析温度范围内，由于快冷而获得珠光体基体。对含硅量高的厚壁铸件，则应采用风冷，或者喷雾冷却，以保正火后能获得珠光体球墨铸铁。
图7.12 球墨铸铁高温正火工艺曲线图 7.13 球墨铸铁低温正火工艺曲线
（2）低温正火 低温正火工艺是把铸件加热至共析温度范围内，即840~880℃，保温1~4h，使基体组织部分奥氏体化，然后出炉空冷。低温正火后获得珠光体+分散铁素体球墨铸铁，可以提高铸件的韧性与塑性。
由于球墨铸铁导热性较差，弹性模量又较大，正火后铸件内有较大的内应力，因此
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多数工厂在正火后，还进行一次去应力退火（常称回火），即加热到550~600℃，保温1~2h，然后出炉空冷。
3、等温淬火
球墨铸铁等温淬火工艺是把铸件加热至860~900℃，保温一定时间（约是钢的一倍），然后迅速放入温度为250~300℃的等温盐浴中进行0.5~1.5h的等温处理，然后取出空冷。 等温淬火后的组织为下贝氏体+少量残余奥氏体+少量马氏体+球状石墨。
4、调质处理
调质处理的淬火加热温度和保温时间，基本上与等温淬火相同，即加热温度为860～900℃，保温2-4小时。除形状简单的铸件采用水冷外，一般都采用油冷。淬火后组织为细片状马氏体和球状石墨。然后再加热到550~600℃回火2～4h。
球墨铸铁经调质处理后，获得回火索氏体和球状石墨组织，硬度为250～380HBS，具有良好的综合力学性能，故常用来调质处理来处理柴油机曲轴、连杆等重要零件。
球墨铸铁除能进行上述各种热处理外，为了提高球墨铸铁零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳极限，还可以进行表面热处理，如表面淬火、渗氮等。
第五节 特殊性能铸铁
一、耐磨铸铁
有些零件如机床的导轨、托板，发动机的缸套，球磨机的衬板、磨球等，要求更高的耐磨性，一般铸铁满足不了工作条件要求，应当选用耐磨铸铁。耐磨铸铁根据组织可分为下面几类。
1．耐磨灰铸铁
作在润滑条件下工作的耐磨铸铁，可在灰铸铁中加入少量合金元素（如磷、钒、钼、锑、稀土等），可以增加金属基体中珠光体数量，且使珠光体细化，同时也细化了石墨。由于铸铁的强度和硬度升高，显微组织得到该善，使得这种灰铸铁（如磷铜钛铸铁、磷钒钛铸铁、铬钼铜铸铁。稀土磷铸铁、锑铸铁等）具有良好的润滑性和抗咬合抗擦伤的能力。耐磨灰铸铁广泛应用于制造机床导轨、汽缸套、活塞环、凸轮轴等零件。
2、抗磨白口铸铁
可作在润滑条件下工作的耐磨铸铁。通过控制化学成分和增加铸件冷却速度，可以使铸件获得没有游离石墨存在，而只有珠光体、渗碳体和碳化物组成的组织。这种白口组织具有高硬度和高耐磨性。如果加入合金元素，例如铬、钼、钒等，可以促使白口化。含铬大于12%的高铬白口铸铁，经热处理后，基体为高强度的马氏体，另外还有高硬度
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的碳化物，故具有很好的抗磨料磨损性能。抗磨白口铸铁广泛应用于制造犁铧、泵体，各种磨煤机、矿石破碎机、水泥磨机、抛丸机的衬板，磨球、叶片等零件。
3、冷硬铸铁（激冷铸铁）
对于如冶金轧辊、发动机凸轮轴、气门摇臂及挺杆等零件，要求表面应具有高硬度和耐磨性，心部具有一定的韧性。这些零件可以采用冷硬铸铁制造，冷硬铸铁实质上是一种加入少量硼、铬、钼、碲等元素的低合金铸铁经表面激冷处理获得的。
4、中锰抗磨球墨铸铁
中锰抗磨球墨铸铁是一种含锰为4.5%—9.5%的抗磨合金铸铁。当含锰量在5%—7%时。基体部分主要为马氏体。当含锰量增加到7%—9%时，基体部分主要为奥氏体。另外，组织中还存在有复合型的碳化物，如（Fe,Mn）3C。马氏体和碳化物具有高的硬度，是一种良好的抗磨组织。奥氏体具有加工硬化现象，使铸件表面硬度升高，提高耐磨性，而其心部仍具有一定韧性，所以中锰抗磨球铁具有较高力学性能，良好的抗冲击性和抗磨性。中锰抗磨球墨铸铁可用于制造磨球、煤粉机锤头，耙片、机引犁铧、拖拉机履带板等。
二、耐热铸铁
普通灰铸铁的耐热性较差，只能在小于400℃左右的温度下工作。研究表明，铸铁在高温下的损坏形式，主要是在反复加热、冷却过程中，发生相变和内氧化引起铸铁的“热生长”（体积膨胀）和微裂纹的形成。提高铸铁耐热性的途径可以采取下面几方面的措施。
（1）合金化 在铸铁中加入硅、铝、铬等合金元素进行合金化，可使铸铁表面形成一层致密的、稳定性高的氧化膜，如SiO2、Al2O3、Cr2O3阻止氧化气氛渗入铸铁内部产生内部氧化，从而抑制铸铁的生长。
（2）球化处理或变质处理 经过球化处理或变质处理，使石墨转变成球状和蠕虫状，提高铸铁金属基体的连续性，减少氧化气氛渗入铸铁内部的可能性，从而有利于防止铸铁内部氧化和生长。
（3）加入合金元素 使基体为单一的铁素体或奥氏体 这样使其在工作范围内不发生相变，从而减少因相变而引起的铸铁生长和微裂纹。
常用耐热铸铁有：中硅耐热铸铁（RTSi5.5）、中硅球墨铸铁（RQTSi5.5）、高铝耐热铸铁（RTAl22）、高铝球墨铸铁（RQTAl22）、低铬耐热铸铁（RTCr1.5）和高铬耐热铸铁（RTCr28）等。
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三、耐蚀铸铁
耐蚀铸铁不仅具有一定的力学性能，而且在腐蚀性介质中工作时具有抗蚀的能力。它广泛地应用于化工部门，用来制造管道、阀门、泵类、反应锅及盛贮器等。
耐蚀铸铁的化学和电化学腐蚀原理以及提高耐蚀性的途径基本上与不锈耐酸钢相同。即铸件表面形成牢固的、致密而又完整的保护膜，阻止腐蚀继续进行，提高铸铁基体的电极电位。铸铁组织最好在单相组织的基体上分布着彼此孤立的球状石墨，并控制石墨量。
目前生产中，主要通过加入硅、铝、铬、镍、铜等合金元素来提高铸铁的耐蚀性。耐蚀铸铁用“蚀铁”两字汉语拼音的第一个字母“ST”表示，后面为合金元素及其含量。GB8491—87中规定的耐蚀铸铁牌号较多，其中应用最广泛的是高硅耐蚀铸铁（STSi15），它的含碳量wc<1.4%、含碳量wSi=10%～18%，组织为含硅合金铁素体+石墨+Fe3Si（或FeSi）。这种铸铁在含氧酸类（如硝酸、硫酸）中的耐蚀性不亚于1Cr18Ni9钢，而在碱性介质和盐酸、氢氟酸中，由于铸铁表面的Fe2SO4保护膜受到破坏，使耐蚀性下降。使用的耐蚀铸铁还有高硅钼铸铁（STSi15Mo4）、铝铸铁（STA15）、铝铸铁（STCr28）、抗碱球铁（STQNiCrR）等。
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