按加熱和冷卻條件不同，鑄鋼件的主要熱處理方式有:退火、正火、淬火、回火、固溶處理、沉淀硬化處理、消除應(yīng)力處理及除氫處理。
退火是將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到工藝預(yù)定的某一溫度，經(jīng)保溫后緩慢冷卻下來(一般為隨爐冷卻或埋入石灰中)，以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。根據(jù)鋼的成分和退火的目的、要求的不同，退火又可分為完全退火、等溫退火、球化退火、再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火等。 (1)完全退火
將鑄鋼件或毛坯加熱到Ac3以上20~30℃，保溫一段時(shí)間，使鋼中組織完全轉(zhuǎn)變成奧氏體后，緩慢冷卻(一般為隨爐冷卻)到500~600℃以下出爐，在空氣中冷卻下來。所謂“完全”是指加熱時(shí)獲得完全的奧氏體組織。
完全退火的目的:改善熱加工造成的粗大、不均勻的組織;中碳以上碳鋼和合金鋼降低硬度從而改善其切削加工性能(一般情況下，工件硬度在170~230HBW之間時(shí)易于切削加工，高于或低于這個(gè)硬度范圍時(shí)，都會(huì)使切削困難);消除鑄件、鍛件及焊接件的內(nèi)應(yīng)力。
適用范圍:完全退火主要適用于碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%~0.77%的亞共析成分的碳鋼、合金鋼和工程鑄件、鍛件和熱軋型材。過共析鋼不宜采用完全退火，因?yàn)檫^共析鋼加熱至Acm以上緩慢冷卻時(shí)，二次滲碳體會(huì)以網(wǎng)狀沿奧氏體晶界析出，使鋼的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性顯著下降。
(2)等溫退火
將鋼件或毛坯加熱至Ac3(或Ac1)以上20~30℃，保溫一定時(shí)間后，較快地冷卻至過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線“鼻尖”溫度附近并保溫(珠光體轉(zhuǎn)變區(qū))，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w后，再緩慢冷卻下來，這種熱處理方式為等溫退火。
等溫退火的目的與完全退火相同，但是等溫退火時(shí)的轉(zhuǎn)變?nèi)菀卓刂?，能獲得均勻的預(yù)期組織，對(duì)于大型制件及合金鋼制件較適宜，可大大縮短退火周期。
(3)球化退火
球化退火是將鑄鋼件或毛坯加熱到略高于Ac的溫度，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫，使鋼中二次滲碳體自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀(或稱球狀)滲碳體，然后以緩慢的速度冷卻到室溫的工藝方法。
球化退火的目的:降低硬度，均勻組織，改善切削加工性能，為淬火作準(zhǔn)備。
球化退火的適用范圍:球化退火主要適用于碳素工具鋼、合金彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼和合金工具鋼等共析鋼和過共析鋼(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.77%)。
(4)擴(kuò)散退火
為減少鋼錠、鑄件的化學(xué)成分和組織的不均勻性，將其加熱到略低于固相線溫度(鋼的熔點(diǎn)以下100~200℃)，長(zhǎng)時(shí)間保溫并緩冷，使鋼錠等化學(xué)成分和組織均勻化。由于擴(kuò)散退火加熱溫度高，因此退火后晶粒粗大，可用完全退火或正火細(xì)化晶粒。
(5)去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火
去應(yīng)力退火又稱低溫退火。它是將鋼加熱到400~500℃(Ac溫度以下)，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻到室溫的工藝方法。其目的是為了消除鑄件、鍛件和焊接件以及冷變形等加工中所造成的內(nèi)應(yīng)力。因去應(yīng)力退火溫度低、不改變工件原來的組織，故應(yīng)用廣泛。再結(jié)晶退火主要用于消除冷變形加工(如無冷軋、冷拉、冷沖)產(chǎn)生的畸變組織，消除加工硬化而進(jìn)行的低溫退火。加熱溫度為再結(jié)晶溫度(使變形晶粒再次結(jié)晶為無變形晶粒的溫度)以上150~250℃。再結(jié)晶退火可使冷變形后被拉長(zhǎng)的晶粒重新形核長(zhǎng)大為均勻的等軸晶，從而消除加工硬化效果。