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铸态下的球墨铸铁基体组织一般为铁素体与珠光体，采用热处理方法来改变球墨铸铁基体组织，可有效地提高力学性能。常用的热处理方法如下：[退火]：球墨铸铁型材的退火分为去应力退火、低温退火和高温退火。去应力退火工艺与灰铸铁相同。低温退火和高温退火的目的是使组织中的渗碳体分解，获得铁素体球墨铸铁，提高塑性与韧性，改善切削加工性能。[正火]：球墨铸铁正火的目的是增加基体中珠光体的数量，或获得全部珠光体的基体，起细化晶粒，提高铸件的强度和耐磨性能的作用。正火分为低温正火和高温正火。[调质处理]：将铸件加热到860～920℃，保温2～4小时后油中淬火，然后在550～600℃回火2～4小时，得到回火索氏体加球状石墨的组织，具有良好的综合力学性能，用于受力复杂和综合力学性能要求高的重要铸件，如曲轴与连杆等。[等温淬火]：将球墨铸铁棒、件加热到850～900℃，保温后迅速放入250～350℃的盐浴中等温60～90分钟，然后出炉空冷，获得下贝氏体基体加球状石墨的组织，使综合力学性能良好，用于形状复杂，热处理易变形开裂，要求强度高、塑性和韧性好、截面尺寸不大的零件。
用水平连铸球墨铸铁型材 HT250灰口铸铁棒材制作曲轴衬套时,一个常见缺陷产生的由来,指出:衬套内孔上部分弧段较软的原因在于,HT250灰口铸铁棒材横断面上有偏心分布的“液芯组织”,这种等轴晶组织石墨粗大,铁素体含量多,无论是在铸态还是经淬火处理,其硬度和耐磨性均低于先行凝固的外壳层.用垂直连续铸造方法拉制出灰铁空心型材,全断面上的石墨形态为D、E混合型,用来制作新型内燃机的曲轴衬套,表现出良好的机械性能和理想的服役寿命.
