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球墨铸铁作为重要的工程结构材料,具有优异的铸造性能、良好的减震性、机械加工性能和低成本等优点,被广泛用于多个领域,如矿山机械、汽车、铁路轨道交通、船舶、冶金化工和农业机械等。然而,铸态球墨铸铁的基体组织为“牛眼状”铁素体+珠光体+石墨球+少量渗碳体,综合力学性能较差。为此,必须采用适当的热处理工艺,改善球墨铸铁铸态下的显微组织,以提高其综合力学性能,拓宽其使用范围。本文以铸态下的球墨铸铁材料QT400-18为研究对象。首先利用EDS能谱分析、CS600LCS碳硫分析仪和OPTIMA5300DV全谱直读等离子发射光谱仪等设备对材料成分分析测定,利用金相显微镜对铸态微观组织观察分析,根据成分及铸态组织确定具体的退火及等温淬火工艺,对材料进行不同的热处理。而后利用CMT5305电子万能试验机和摆锤冲击试验机等设备对热处理试样进行力学性能测试分析,利用彩色3D激光显微镜对力学性能测试后的试样进行微观组织观察发现,最后得出较优的退火工艺和等温淬火工艺。实验结果表明：采用高温+低温两阶段退火热处理工艺,能够完全消除低锰铸态球墨铸铁中的磷共晶及渗碳体等硬脆相,提高铸态低锰球墨铸铁材料QT400-18的综合力学性能。较优的退火工艺为：920℃奥氏体化保温2h+720℃保温3.5h+随炉冷却到600℃时空冷。室温下抗拉强度和延伸率从铸态的371MPa和8.1%分别提高到退火态的428MPa和19.8%;低温-40℃下V型缺口的冲击值从铸态的4.8J提升到11.3J。对退火后的球墨铸铁材料QT400-18采用等温淬火处理,可以获得高强度及强韧性的奥-贝球铁,抗拉强度大大提高,其强度值与QT800-2及QT900-2相当,但延伸率明显优于QT800-2及QT900-2。热处理工艺为920℃奥氏体化保温lh+350℃盐浴0.5h,材料的抗拉强度由退火态的428MPa提高到917MPa；延伸率由19.8%降低为4.61%。通过以上两种热处理方法的研究,找到了球墨铸铁满足低温韧性要求或者常温高强韧性要求球墨铸铁件的热处理工艺,对实际生产具有现实指导意义。