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大型铸造件的强度水平与锻件相近，但塑性、韧性较差，内部组织不均匀、不致密，内部化学成分偏差较大，导热性较差而且形状复杂，因此在热处理中特别要注意消除内部应力，防止开裂，但不必考虑氢的危害。在制定热处理工艺时，可参考相同钢号的TTT曲线、CCT曲线和淬透性曲线。但必须注意到化学成份不均匀、晶粒粗大及其它铸造缺陷影响。其中热处理的种类和目的有：
1. 扩散退火（高温均匀化退火）。其目的主要在于消除或减轻铸造件中的成份偏析，改善某些可溶性杂质，使铸造件的化学成份、内部组织与力学性能趋于均匀和稳定。
2. 正火、回火。通过重结晶化内部组织，提高强度和韧性，使铸造件得到良好的综合力学性能，并使工件的切削性能的到改善。
3. 退火。稳定铸造件尺寸、组织与性能，使铸造件的塑性、韧性得到明显提高。退火过程操作简便、热处理应力很小，但工件的强度、硬度稍低。
4. 调质。由于淬火时热处理应力很大，要慎重采用。只用于对铸造件性能要求很高的情况，而且只能在铸造件经过充分退火之后进行。通过调质可使铸造件的综合力学性能得到较大幅度的提高。
消除应力退火。其目的在于铸造件中的内部应力，主要修补件、补焊件、焊接件及粗加工应力的消除，以防止缺陷使工件尺寸性能稳定。消除应力退火的温度必须低于工件回火温度10-30摄氏度，保温时间δ.25小时以上（δ为工件最大壁厚，mm），然后在炉内缓冷。
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