奧貝球鐵ADI調(diào)研報(bào)告

1、奧貝球鐵ADI的調(diào)研報(bào)告什么是奧貝球鐵（ADI） ?等溫淬火球墨鑄鐵 （Austempered ductile iron, ADI ）通常稱為奧貝球鐵，是球墨鑄鐵經(jīng)等溫淬火工藝得到的奧氏體+貝氏體組織為主的高強(qiáng)度鑄鐵。球墨鑄鐵：鐵素體+珠光體+石墨球ADI：貝氏體（針鐵素體）+殘余奧氏體球墨鑄鐵：球化率 1-3級(jí)，球徑大小：6-7級(jí)；ADI中，針狀鐵素體和殘余奧氏體的組織粗細(xì)及比例決定了鑄鐵不同的力學(xué)性能。奧貝球鐵有哪些優(yōu)異的性能？?jī)?yōu)異的機(jī)械性能 高強(qiáng)度。同樣延伸率下，其強(qiáng)度是普通球墨鑄鐵的 2倍；優(yōu)于或者相當(dāng)于碳鋼、 低合金鋼的強(qiáng)度。1：3桀盤的NW也叫11|wt l齡件主A 5E強(qiáng)犁率汽2

2、(miiO/J倬氏本月/郭|疝|WQTD QQ LQ W(QTD 營(yíng)g IM) V或破UE/：可遇心 iIL1065QTD 9(Mf一85082C7jrBS4QTD 10SO-650.1050J？也一/QTD 1200-3t303口60t90a-8A+拄時(shí)時(shí)制胃日是統(tǒng)M厚W3C屏試塊曲神的力學(xué)性艇的忱定的. 高硬度。大大高于普通球墨鑄鐵，與中高碳鋼相當(dāng)表G1布氏斑度播導(dǎo)值優(yōu)越的耐磨性，優(yōu)越的疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性,減震吸音性好等，這些特點(diǎn)使得ADI已經(jīng)代替鎰鋼、合金鋼等應(yīng)用于車輛、工程機(jī)械上。2.2優(yōu)越的材料性能比重小。因?yàn)楹幸欢康氖?，密度約為7.1g/cm3,同樣尺寸的零件較鋼件輕10%左

3、右。 成本低。相比鍛件、焊接件等， ADI材料具有優(yōu)良的鑄造性，能夠制造出實(shí)際形狀和尺寸更接近設(shè)計(jì)要求的無(wú)余量零件，既降低了材料成本，也節(jié)省了加工成本。如何得到奧貝球鐵，其原理如何?普通球墨鑄鐵 選擇合適的化學(xué)成分，熔煉一球化一孕育，得到普通球墨鑄鐵。等溫淬火工藝5餐氏作鞏ca315勢(shì) A - B： P+維Fe- rFe.奧氏體化（ Aci）：相變，碳的擴(kuò)散; B - C:奧氏體均勻化，碳的擴(kuò)散; C-D:淬火，避免得到珠光體D - E: 丫Fe一下貝氏體（針鐵素體）+A殘（殘余奧氏體）等溫淬火：溫度、時(shí)間E-F:空冷?？赡艽嬖跉堄鄪W氏體的轉(zhuǎn)化。3.3分析 設(shè)備條件：密閉進(jìn)行，防止加熱過(guò)程中鑄

4、件與外界反應(yīng)，影響組織與性能；加熱爐與鹽浴爐控制穩(wěn)定：加熱過(guò)程中鑄件變化穩(wěn)定、可預(yù)見，便于設(shè)計(jì)鑄件尺寸。淬火介質(zhì)：常用的熱處理淬火介質(zhì)有：油、氣體、熔鹽等。? 油：不能長(zhǎng)時(shí)間在 280度以上工作，不適用于 ADI的制備；? 氣體：要求：防腐蝕、防氧化；冷卻效率低；? 熔鹽：優(yōu)點(diǎn)：溫度控制范圍寬，操作簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：腐蝕性、污染環(huán)境、鑄件需要清洗；常用的淬火介質(zhì)：（1） 55%硝酸鉀+45%亞硝酸鈉，熔點(diǎn)143C,應(yīng)用溫度范圍：160-550C;50%硝酸鈉+50%硝酸鉀，熔點(diǎn)220C,應(yīng)用溫度范圍：280-550 C.四、工藝關(guān)鍵點(diǎn)及其影響化學(xué)成分化學(xué)成分對(duì)于ADI組織和性能的影響主要有以下三個(gè)方

5、面：（1）偏析；（2）等溫處理時(shí) ADI組織對(duì)時(shí)間的敏感性；（3）淬透性；主要化學(xué)元素的影響作用簡(jiǎn)述及建議值：含鼠量（）碳元素：碳能穩(wěn)定奧氏體；含碳量過(guò)高會(huì)造成石墨漂?。唤ㄗh值：3.5-3.7%硅元素：硅在等溫淬火轉(zhuǎn)變時(shí)抑制碳化物的析出而產(chǎn)生更多 的針狀鐵素體，并且在等溫淬火球墨鑄鐵中含有更高的硅量可以改 善韌性和具有較寬的熱處理工藝帶。與此同時(shí)，當(dāng)硅含量超過(guò)2.7%0.25-0.5% o時(shí)，會(huì)使鐵素體脆化，石墨形態(tài)惡化，奧氏體含量下降，使韌性迅速降 低。因此，為了獲得良好的力學(xué)性能，將含硅量定在2.3%-2.7%之間。鎰元素：一方面，增加淬透性；另一方面，正偏析，易形成碳化物?？刂品秶鶪BT

6、 24733-2009 國(guó)標(biāo)推薦:表92科加人元素的報(bào)界目標(biāo)值比控瓶范SI由青前人的元素國(guó)掘隹.MrMn1Cp沖t.t H X （KSX（.K5*q.sqK0. M共生文HR在需接里） 丸CO*最大f也瘠福香赳土口. 2D士0.M5 6.05 43.05 士6 10*Q. 03在朝訝工制寸力丁 n EM時(shí).Ml.的日標(biāo)但可以品高到匚萌）般厚才速II富MultA槍化屆成北宏存在時(shí)：.加的fizsi向也*改更梃以需除咕等同協(xié)*fttmai同怪的K罪*化物的附：球鐵熔煉作業(yè)指導(dǎo)書熱處理工藝奧氏體化溫度奧氏體化溫度必須保證鑄件完全奧氏體化，一般選擇AC1+70-80C;國(guó)標(biāo)建議785-950 C。分析

7、：在一定范圍內(nèi)，奧氏體化溫度T ,碳的擴(kuò)散速度T ,等溫淬火后形成的殘余奧氏體數(shù)量T , 若能形成穩(wěn)定的殘余奧氏體，抗拉強(qiáng)度和韌性T;奧氏體化進(jìn)一步提高，組織過(guò)于粗大，影響機(jī) 械性能。奧氏體化保溫時(shí)間目的：達(dá)到相平衡、碳飽和及鑄件溫度均勻；奧氏體化時(shí)間太短，鑄件組織不均勻；奧氏體化保溫時(shí)間太長(zhǎng)，組織粗大，影響力學(xué)性能。一般 1-2h。等溫淬火溫度分析：等溫淬火溫度較低時(shí)，殘余奧氏體含碳量較低，空冷時(shí)形成馬氏體；一定范圍內(nèi)，等溫淬 火溫度升高，碳的擴(kuò)散速度加快，形成的殘余奧氏體及其含碳量逐漸增加，且鐵素體組織變得粗 大，抗拉強(qiáng)度下降；等溫淬火溫度繼續(xù)增大后，殘余奧氏體的含碳量較多，易形成碳化物。

8、結(jié)論：等溫溫度高，鑄件硬度低、韌性好；等溫溫度低，鑄件硬度高、耐磨性好。 根據(jù)需要選擇不同的等溫淬火溫度。等溫淬火保溫時(shí)間（工藝窗口）第一階段：等溫時(shí)間短，殘余奧氏體含碳量少W1.6%,空冷時(shí)形成馬氏體;第二階段：等溫時(shí)間合適，殘余奧氏體含碳量1.8-2.2%,形成穩(wěn)定的殘余奧氏體;第三階段：等溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，殘余奧氏體含碳量多，易有碳化物析出。般 1-2ho實(shí)例分析5.1案例一:機(jī)構(gòu)：鄭州大學(xué)+河南歐迪艾鑄造有限公司化學(xué)成分CSiMnPSMoCuNi3.5-3.72.3-2.70.50.030.030.15-0.250.2-0.50.2-0.4試樣尺寸與形狀：22*120mm 的丫型試塊淬火介質(zhì)

9、：50%硝酸鈉+50癡肖酸鉀奧氏體化溫度860、 880、900、920 c奧氏體化保溫時(shí)間60、90、120、150C等溫淬火溫度235、280、325、370 c等溫淬火時(shí)間60、90、120min機(jī)械性能iL&a百痛 如雙1ia蛆wb事普 S耳MK WM21卜、碓)m口 無(wú)量0媼d :Z41 d國(guó)如|部1 幽11111065洋新附1工如修勺度(HRC)U101Vyjonsip*3092515.2案例機(jī)構(gòu)：蘇州大學(xué)+鎮(zhèn)江華龍鑄鐵型材有限公司化學(xué)成分QT500-7CSiMnPS注：球化后 成分3.352.780.130.0540.004試樣尺寸與形狀：(f)35X 350mm 圓柱形棒料 9

10、根；。30 x 350mm圓柱形棒料 36根；e 25 X100mm 圓柱形棒料9根；淬火介質(zhì)：無(wú)奧氏體化溫度900 c奧氏體化保溫時(shí)間90min等溫淬火溫度250、300、350 c等溫淬火時(shí)間 60、120、180min機(jī)械性能員4 4 3既八值對(duì)升MWh惺電導(dǎo)電附小岸號(hào)白上以前日/兀植面，4，】口力爾：抗打團(tuán)，號(hào)門.，川尸門 M計(jì)*E25OLID9 337S 54EQT-I：Jujm1 5 J ：然汨40口13加中111578.丸omiznmIOd 2A78 f430(J C-121m：fl1】口信?8 SA3nOX?-l33mtti99 908 54350t-eOmjn部找那科Jsat

11、-ljaniuiM B4?S 5435aC-l81nm9978.5433922 J2 3,14192 D713532 9J4093 212723 411393。12Q54113371案例三:機(jī)構(gòu)：河北工業(yè)大學(xué)化學(xué)成分CSiMnPSMoCu3.6-3.82.6-2.80.30.050.020.2-0.30.4-0.6試樣尺寸與形狀：標(biāo)準(zhǔn)Y型試棒淬火介質(zhì)：55%硝酸鉀+45%硝酸鈉奧氏體化溫度960 c奧氏體化保溫時(shí)間60min等溫淬火溫度270、300、360、360、380 c等溫淬火時(shí)間90min機(jī)械性能管提停北道篁；七耳盤舞火也度f(wàn)t案例四:機(jī)構(gòu)：合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)成分CSiMnCuNiMo3.62.50.20.81.50.2試樣尺寸與形狀：14*14*130mm淬火介質(zhì)：50%硝酸鈉+50%硝酸鉀奧氏體化溫度900 c奧氏體化保溫時(shí)間60min等溫淬火溫度280-385 C等溫淬火時(shí)間60-210min機(jī)械性能頻度.HCi JI*34Uf丁1浦力阿湘網(wǎng) * * 1,fx.i再ljcKim b ID JL H M ha參考文獻(xiàn)：1、GBT 24733-2009 等溫淬火球墨鑄鐵件2、金屬熱處理原理及工藝王順興3、鑄造合金及其熔煉陸文華4