1. 消除铸造内应力（防止在随后的机加工或使用中变形 / 开裂）。
2. 改善切削加工性能（通过石墨化退火消除游离渗碳体，降低硬度）。

一、 典型工艺曲线：高温石墨化退火 + 去应力退火

1. 升温阶段 (Heating Up)

• 温度范围：室温 → 900°C ~ 950°C
• 升温速率：≤ 100°C/h（特别是经过 300°C~600°C 区间时）。
• 关键控制点：升温不能过快。中硅钼球铁在低温下塑性极差（冷脆性），过快升温会导致热应力超过材料强度，引起开裂。

2. 高温保温阶段 (High-Temperature Soaking) —— 核心步骤

• 目标温度：920°C ± 10°C（根据具体壁厚调整，通常在 900°C~950°C 之间）。
• 保温时间：2h ~ 4h。
• 目的：
  • 分解渗碳体：铸态下可能存在的游离渗碳体（白口组织）在高温下分解为奥氏体和石墨。
  • 合金元素固溶：使钼、硅等合金元素充分固溶到基体中，保证高温性能。
• 注意：温度不宜超过 960°C，否则可能导致晶粒粗大，降低韧性。

3. 随炉冷却阶段 (Cooling Down)

• 冷却速率：≤ 50°C/h ~ 60°C/h（极其缓慢）。
• 止冷温度：冷却至 600°C ~ 650°C。
• 目的：
  • 利用缓慢冷却，让共析转变充分进行，使基体组织转变为铁素体 + 珠光体或全铁素体。
  • 这一步决定了最终的硬度。冷却越慢，铁素体越多，硬度越低，加工越容易。

4. 低温保温阶段 (Low-Temperature Soaking) —— 去应力步骤

• 目标温度：600°C ~ 650°C。
• 保温时间：2h ~ 4h（通常与高温保温时间相当）。
• 目的：消除相变应力。在共析转变区间（A1 线附近，约 738°C 左右），材料发生组织转变伴随体积变化，在此温度保温可消除由此产生的内应力。

5. 空冷阶段 (Air Cooling)

• 操作：将铸件从炉中取出，在空气中自然冷却至室温。
• 原因：600°C 以下时，中硅钼球铁的塑性已经恢复，空冷不会导致开裂。

二、 简化工艺：仅去应力退火

• 工艺：加热至 550°C ~ 650°C，保温 4~6 小时，然后炉冷或空冷。
• 适用：结构简单、壁厚均匀、对硬度要求不苛刻的铸件。

三、 工艺参数的确定依据

1. 铸件壁厚：
   • 薄壁件（<5mm）：倾向于生成铁素体，可能只需去应力退火。
   • 厚壁件（>10mm）：容易出现珠光体或渗碳体，必须进行高温石墨化退火（920°C 以上）。
2. 硬度要求：
   • 通常要求退火后的硬度在 HB 180 ~ 240 之间，以便于切削加工。
   • 如果硬度偏高，需延长 920°C 的保温时间或降低冷却速度。

四、 热处理后的金相组织与性能

1. 显微组织：
   • 石墨：球状（球化率 2~3 级）。
   • 基体：铁素体 + 少量珠光体（通常铁素体含量 >80%）。
   • 碳化物：游离渗碳体含量 ≤ 1%（最好不可见）。
2. 力学性能：
   • 抗拉强度：≥ 450 MPa。
   • 延伸率：≥ 8%（尽管硅含量高，但通过退火可恢复一定的塑性）。
   • 硬度：HB 170 ~ 230。

五、 常见热处理缺陷及对策

1. 裂纹 (Cracking)：
   • 原因：升温速度过快（尤其是在 200°C~500°C 区间）。
   • 对策：严格控制升温速率，甚至在 400°C 左右设置一个预热平台。
2. 硬度偏高 (High Hardness)：
   • 原因：高温保温时间不足，或冷却速度过快。
   • 对策：延长 920°C 保温时间，或降低随炉冷却的速度。
3. 变形 (Distortion)：
   • 原因：装炉方式不当，自重导致变形；或冷却不均。
   • 对策：使用专用工装夹具支撑，确保炉内温度场均匀。