Процесс азотирования используется для увеличения поверхностной твердости отливки из чугуна, а также для повышения их устойчивости при нагреве. Для этого процесса рекомендуется использовать чугун с чуть пониженным содержанием углерода, обязательно легированный хромом вместе с алюминием.
Кроме того, применяется низкотемпературный отжиг – его используют для снятия внутреннего остаточного напряжения в отливках из чугуна. Этот отжиг производят по такому режиму: постепенный нагрев отливки до 620 градусов. Далее идет выдержка при данной температуре в течении четырех часов – время идет с момента нагрева до самого достижения заданной температуры самого толстого сечения. Затем - медленное охлаждение, которое протекает вместе с охлаждением печи до 400 градусов. Отжиг при температурах, являющихся более высокими, может вызвать такой эффект, как графитизация эвтектоидного цементита, что неизбежно приведет к снижению твердости, а также прочности чугуна.
Процессу азотирования подвергаются отливки, которые были легированы примесями образовывающие нитриды. До самого процесса азотирования отливки серого чугуна закаливают с отпуском или же нормализуют для того, чтобы получить наиболее благоприятную для азотирования сорбитообразную структуру. После такого процесса их подвергают закалке.
При подобном содержании фазы площадь удельной поверхности способна характеризовать дисперсность частиц этой фазы. Известно, что усадка, допускаемая при охлаждении, зависит от температуры полного затвердевания. Этот показатель определяет величину литейных напряжений, образуемых в отливке. Они являются причиной появления холодных трещин. Из-за большего модуля упругости и несколько меньшей теплопроводности значение напряжения отливки из чугуна гораздо выше, нежели в отливке из серого чугуна, а из-за гораздо меньших показателей прочности и теплопроводности – этот фактор больше, нежели в стальных отливках. Это приводит к тому, что при проектировании нужно предпочитать конструкции, отличающиеся свободной усадкой и не использовать резкие переходы между разнообразными сечениями отливов, которые вызывают концентрацию напряжения и сниженный показатель усталостной прочности.
Бывает, что увеличение прочности и твердости можно достигнуть путем увеличения концентрации углерода в аустените, с другой стороны – можно идти путем образования метастабильных структур, которые известны как сорбит, троостит и мартенсита, а также цементит и прочие смешанные структуры. Сочетание данных режимов дает возможность качественно термически обработать отливки из чугуна независимо от формы или их начальной структуры.
Так называемый передельный чугун может быть использован для изготовления стали в печах-мартенах или аналогичных устройствах. Иной сорт чугуна - литейный, разделяется на специальный и обычный, он может перерабатываться в вагранках или иных устройствах и использоваться для изготовления высококачественных чугунных отливок. Из простого чугуна получают отливки серого чугуна после дополнительной переработки, а из некоторых его сортов можно добыть и отливку ковкого чугуна.
Для оптимизации заполняемости формы на момент заливки ее металлом, следует подогреть ее до температуры в 300 градусов в зависимости от состава и рода сплава. Для того чтобы произвести отливки из стали и цветных металлов в металлических формах используют почти те же марки металлов. При изготовлении чугунных отливок необходимо подобрать состав чугуна по структурной диаграмме. Это будет зависеть от толщины отливки и суммарного содержания в ней углерода и кремния, которые обеспечивают получение в отливке требуемой структуры металла.