鑄鐵的熱處理和鋼的熱處理有相同之處，也有不同之處。鑄鐵的熱處理一般不能改善原始組織中石墨的形態(tài)和分布狀況。對灰口鑄鐵來說，由于片狀石墨所引起的應(yīng)力集中效應(yīng)是對鑄鐵性能起主導(dǎo)作用的因素，因此對灰口鑄鐵進(jìn)行熱處理的強(qiáng)化效果遠(yuǎn)不如鋼和球鐵那樣顯著。故灰口鑄鐵熱處理工藝主要為退火、正火等。
對于球鐵來說，由于石墨呈球狀，對基體的割裂作用大大減輕，通過熱處理可使基體組織充分發(fā)揮作用，從而可以顯著改善球性的機(jī)械性能。故球鐵像鋼一樣，其熱處理工藝有退火、正火、調(diào)質(zhì)、多溫淬火、感應(yīng)加熱淬火和表面化學(xué)熱處理等。
鑄鐵的熱處理工藝：
1、消除應(yīng)力退火
由于鑄件壁厚不均勻，在加熱，冷卻及相變過程中，會(huì)產(chǎn)生效應(yīng)力和組織應(yīng)力。另外大型零件在機(jī)加工之后其內(nèi)部也易殘存應(yīng)力，所有這些內(nèi)應(yīng)力都必須消除。去應(yīng)力退火通常的加熱溫度為500～550℃保溫時(shí)間為2～8h，然后爐冷（灰口鐵）或空冷（球鐵）。采用這種工藝可消除鑄件內(nèi)應(yīng)力的90～95%，但鑄鐵組織不發(fā)生變化。若溫度超過550℃或保溫時(shí)間過長，反而會(huì)引起石墨化，使鑄件強(qiáng)度和硬度降低。
2、消除鑄件白口的高溫石墨化退火
鑄件冷卻時(shí)，表層及薄截面處，往往產(chǎn)生白口。白口組織硬而脆、加工性能差、易剝落。因此必須采用退火（或正火）的方法消除白口組織。退火工藝為：加熱到550-950℃保溫2～5h，隨后爐冷到500—550℃再出爐空冷。在高溫保溫期間，游離滲碳體和共晶滲碳體分解為石墨和A，在隨后護(hù)冷過程中二次滲碳體和共析滲碳體也分解，發(fā)生石墨化過程。由于滲碳體的分解，導(dǎo)致硬度下降，從而提高了切削加工性。
3、球鐵的正火
球鐵正火的目的是為了獲得珠光體基體組織，并細(xì)化晶粒，均勻組織，以提高鑄件的機(jī)械性能。有時(shí)正火也是球鐵表面淬火在組織上的準(zhǔn)備、正火分高溫正火和低溫正火。高溫正火溫度一般不超過950～980℃，低溫正火一般加熱到共析溫度區(qū)間820～860℃。正火之后一般還需進(jìn)行處理，以消除正火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
4、球鐵的淬火及回火
為了提高球鐵的機(jī)械性能，一般鑄件加熱到Afc1以上30～50℃（Afc1代表加熱時(shí)A形成終了溫度），保溫后淬入油中，得到馬氏體組織。為了適當(dāng)降低淬火后的殘余應(yīng)力，一般淬火后應(yīng)進(jìn)行回火，低溫回火組織為回火馬氏體加貝氏體再加球狀石墨。這種組織耐磨性好，用于要求高耐磨性，高強(qiáng)度的零件。中溫回火溫度為350—500℃，回火后組織為回火屈氏體加球狀石墨，適用于要求耐磨性好、具有一定較穩(wěn)定性和彈性的厚件。高溫回火溫度為500—600℃，回火后組織為回火索氏體加球狀石墨，具有韌性和強(qiáng)度結(jié)合良好的綜合性能，因此在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。
5、球鐵的等溫淬火
球鐵經(jīng)等溫淬火后可以獲得高強(qiáng)度，同時(shí)兼有較好的塑性和韌性。等溫淬火加熱溫度的選擇主要考慮使原始組織全部A化、不殘留F，同時(shí)也避免A晶粒長大。加熱溫度一般采用Afc1以上30～50℃，以保證獲得具有綜合機(jī)械性能的下貝氏體組織。稀土鎂鋁球鐵等溫淬火后σb=1200～1400MPa，αk=3～3.6J/cm2，HRC=47～51。但應(yīng)注意等溫淬火后再加一道回火工序。
6、表面淬火
為了提高某些鑄件的表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，可采用表面淬火。灰鑄鐵及球鐵鑄件均可進(jìn)行表面淬火。一般采用高(中)頻感應(yīng)加熱表面淬火和電接觸表面淬火。
7、化學(xué)熱處理
對于要求表面耐磨或抗氧化、耐腐蝕的鑄件，可以采用類似于鋼的化學(xué)熱處理工藝，如氣體軟氯化、氯化、滲硼、滲硫等處理。
