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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]：将球墨铸铁型材棒、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。
球墨铸铁棒属于高强度铸铁材料，具体性能和钢相似，由于其优异的性能，主要被用于铸造受力复杂，要求强度和耐磨性高的零件。球墨铸铁迅速发展，成为应用十分广泛的铸铁材料，也是以铁代钢的主要材料。
球墨铸铁棒和灰口铸铁相比，球墨铸铁抗拉强度和弯曲疲劳较高，塑性及韧性良好。球墨对基体的割裂较低，因此应力集中较小，球墨铸铁棒故其强度很高，可以充分发挥基体的性能，球墨铸铁可以经过热处理进行强化，而灰铸铁一般不能经过热处理来提高强度。
球墨铸铁型材 球墨铸铁比铸钢的强度也高很多。球墨铸铁的屈服强度为40k，而铸钢的屈服强度只有36k。另外，球墨铸铁的耐腐蚀性和抗氧化性也都比铸钢高。由于球墨铸铁的球状石墨微观结构，球墨铸铁在减弱振动能力方面优于铸钢，有利于降低应力。选择球墨铸铁的重要的原因还在于球墨铸铁的造价成本低，低成本使这种材料更加受欢迎。
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