铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以保证产品质量和节约成本为目的。
1) 加热
加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。
(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是快速均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在加热时一般考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求。
(2) 加热速度。对于一般铸钢件，可以不限制加热速度，用炉子的功率加热。采用热炉装料可大大缩短加热时间和生产周期。事实上，在快速加热的情况下，铸件表面与型芯之间没有明显的温度滞后现象。加热缓慢会导致生产效率降低，能耗增加，铸件表面氧化脱碳严重。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、加热过程中热应力较大的铸件，应控制加热速度。一般可采用低温缓慢加热（600℃以下）或保持中低温，然后在高温地区采用快速加热。
2) 保温
铸钢件奥氏体化的保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能来选择。保温温度一般略高于相同成分的锻钢件（约20℃）。对于共析钢铸件，应保证碳化物能迅速结合到奥氏体中，并保证奥氏体能保持细小晶粒。
铸钢件的保温时间应考虑两个因素：一是使铸件表面和型芯的温度均匀，二是保证组织的均匀性。因此，定制合金钢铸件，保温时间主要取决于铸件的导热系数、断面壁厚和合金元素。一般来说，合金钢铸件比碳钢铸件需要更长的保温时间。铸件壁厚通常是计算保压时间的主要依据。回火处理和时效处理的保温时间，应考虑热处理目的、保温温度和元素扩散速度等因素。
3) 冷却
钢铸件保温后可采用不同速度冷却，以完成金相转变，获得所需的金相组织，达到规定的性能指标。一般来说，提高冷却速度有助于获得良好的组织和细化晶粒，从而提高铸件的力学性能。但如果冷却速度过快，则容易在铸件中产生较大的应力。这可能导致结构复杂的铸件变形或开裂。
铸钢件的回火
回火是指将淬火或者正火后的铸钢件加热到低于临界点Ac1的某一选定温度，保温一段时间后，以适当的速率冷却的热处理工艺。回火热处理可以是淬火或者正火后得到的不稳定组织转变为稳定组织，消除应力以及提高铸钢件的塑性和韧性。通常，淬火加高温回火处理的热处理工艺成为调质处理。淬火后的铸钢件必须及时进行回火，合金钢铸件，而正火后的铸钢件在必要的时候才予以回火处理。
回火后铸钢件的性能取决于回火温度、时间及次数。随时回火温度的提高和保温时间的延长，除了使铸钢件的淬火应力消除以外，还能使不稳定的淬火马氏体转变为回火马氏体、托氏体或者索氏体，从而使铸钢件的强度和硬度降低、塑性显著地提高。对于一些有强烈形成碳化物的合金元素（如铬、钼、钒和钨等）的中合金钢，高密合金钢铸件，在400℃-500℃回火的时候出现硬度升高、韧性下降的现象。这种现象称为二次硬化，即回火状态铸钢的硬度达到大值。在实际生产中，有二次硬化特性的中合金铸钢需要进行多次回火处理。
铸钢件热处理的特点
1）铸钢件的铸态组织中，常有粗大的枝晶和偏析。 热处理时，加热时间应略高于相同成分的锻钢件。 同时，需要适当延长奥氏体化的保持时间。
2）由于部分合金钢铸件铸态组织偏析严重，为消除其对铸件终性能的影响，在热处理时应采取均质化措施。
3）对于形状复杂、壁厚差异大的铸钢件，热处理时必须考虑截面效应和铸件应力因素。
4）铸钢件进行热处理时，必须根据其结构特点进行合理的热处理，尽量避免铸件变形。
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