一、铸造阶段：从源头减少应力与组织不均（预防型方法）

1. 优化铸造工艺：减少凝固应力与成分偏析

• 控制凝固速率：采用 “顺序凝固”（如在热节处设置冒口、使用冷铁），避免铸件不同部位因冷却速度差异过大（如薄壁 vs 厚壁）产生 “热应力 - 组织应力” 叠加。例如：铸造汽车底盘支架（壁厚差异 5-20mm）时，在厚壁区贴装石墨冷铁，使整体冷却时间差控制在 10% 以内，减少凝固应力。
• 优化球化与孕育工艺：确保球化率≥85%（QT500-7 要求），避免球化不良（如团絮状石墨）导致的局部组织收缩不均。例如：采用 “冲入法 + 随流孕育”，控制球化剂（如 Mg-Si 合金）加入量 0.8%-1.2%、孕育剂（如 Si-Fe 合金）加入量 0.6%-0.8%，减少石墨偏析，降低后续加工 / 使用中的组织变形。
• 合理设计铸件结构：避免尖角、壁厚突变（如将 90° 尖角改为 R3-R5 圆角，壁厚差控制在 1:2 以内），减少应力集中点 —— 应力集中区域易在后续加工 / 热处理中发生 “应力释放型变形”，直接影响尺寸精度。

2. 铸后缓冷处理：释放凝固残留应力

• 操作方式：将脱模后的铸件（温度约 800-900℃）放入 “缓冷坑”（填充保温材料如炉渣、石棉）或 “缓冷炉”，以≤50℃/h 的速率冷却至 200℃以下（约需 12-24 小时，视铸件壁厚而定）。
• 适用场景：厚壁大件（如柴油机缸体、机床床身，壁厚＞80mm）—— 这类铸件心部凝固慢，残留应力高，缓冷可提前释放 60%-70% 的凝固应力，避免后续热处理时因应力叠加导致开裂或变形。

二、热处理阶段：控制组织转变，消除加工前应力

1. 去应力退火（低温退火）：针对性消除铸造 / 加工应力

• 工艺参数：加热温度 550-600℃（低于 Ac1 相变点，避免珠光体分解），保温时间 2-4 小时（壁厚每增加 20mm，延长 1 小时），随炉缓冷至 200℃以下出炉。
• 原理：550-600℃时，基体中铁素体的位错运动能力增强，铸造时产生的 “晶格畸变应力” 通过位错滑移逐步释放；同时，微量碳原子扩散可 “修复” 局部应力集中区，减少后续加工变形。
• 适用场景：铸造后需进行精密加工的零件（如液压阀块、精密齿轮）—— 加工前先去应力退火，可将加工后的尺寸变形量从 0.1%-0.2% 降至 0.03% 以下，避免 “加工合格后放置 1 周又超差” 的问题。

2. 正火 + 回火（强化型稳定）：兼顾强度与尺寸稳定性

• 工艺参数：
  1. 正火：加热至 860-900℃（Ac3 以上），保温 1-2 小时，空冷（获得细珠光体，提升强度）；
  2. 回火：加热至 500-550℃，保温 2-3 小时，随炉缓冷。
• 原理：正火后的组织存在 “淬火应力”（空冷速度快导致），回火可消除该应力，同时使珠光体中的渗碳体（Fe?C）轻微球化，减少组织在后续使用中的 “时效变形”（如长期受热导致的缓慢收缩）。
• 适用场景：长期在中温环境（100-300℃）使用的零件（如发动机缸盖、排气管）——“正火 + 回火” 不仅能稳定尺寸，还能提升材料的抗蠕变能力，避免高温下的尺寸漂移。

三、加工与存放阶段：减少后续变形诱因（保障型方法）

1. 多次时效 + 中间加工：分阶段释放应力

• 操作流程：
  1. 粗加工（去除 50%-70% 余量）→ 去应力退火（550℃×2h）→ 半精加工（去除 20%-30% 余量）→ 时效处理（200℃×6h）→ 精加工（去除 5%-10% 余量）。
• 原理：粗加工会 “暴露” 铸件内部的应力（原应力被金属余量覆盖，加工后释放），通过中间退火 / 时效消除该应力，再进行下一轮加工，避免 “精加工后应力释放导致尺寸超差”。
• 关键优势：可将最终尺寸稳定精度提升至 0.005mm 级别，适用于航空航天、精密仪器领域的 QT500-7 零件。

2. 自然时效（长期存放）：低成本释放残余应力

• 操作方式：将铸造 / 热处理后的 QT500-7 铸件（如农机配件、通用机械壳体）在室温（15-25℃）、干燥环境中存放 1-3 个月，定期测量尺寸（每周 1 次），待尺寸变化率≤0.02% 后再进行加工。
• 原理：室温下，基体中的碳、氮原子仍会缓慢扩散，逐步 “松弛” 晶格畸变应力；同时，微小的组织缺陷（如位错缠结）会通过热运动修复，减少后续变形。
• 局限性：周期长（不适用于批量快产），且无法消除深层应力（仅能释放表面 50%-60% 的应力），需与其他方法配合（如先缓冷，再自然时效）。

四、方法对比与场景适配建议