奥贝球铁ADI调研报告

奥贝球铁ADI的调研报告一、什么是奥贝球铁（一、什么是奥贝球铁（ADI）?等温淬火球墨铸铁（Austemperedductileiron,）通常称为奥贝球铁，是球墨铸铁经等温淬火工艺得到的奥氏体+贝氏体组织为主的高强度铸铁。FenilE等温淬火热处理工艺Pearlite球墨铸铁：铁素体+珠光体FenilE等温淬火热处理工艺Pearlite球墨铸铁：铁素体+珠光体+石墨球ADI:贝氏体（针状铁素体）+残余奥氏体球墨铸铁：球化率1-3级，球径大小：6-7级；ADI中，针状铁素体和残余奥氏体的组织粗细及比例决定了铸铁不同的力学性能。二、 奥贝球铁有哪些优异的性能?2.1优异的机械性能★高强度。同样延伸率下，其强度是普通球墨铸铁的2倍；优于或者相当于碳钢、低合金钢的强度。骑件主要伸长率胡(QTDy)■iCaSKSQTDUM-1整供职方布崖[5骑件主要伸长率胡(QTDy)■iCaSKSQTDUM-1整供职方布崖[5注i,由于铸（tit鑫程度利拧部分嚏厚不对.其性佻是不均匀的一注如鲍过适蚩的冉姓理.屈用强度景少值河按本震垃定，m缺饬杵壁曹埔大，抗段强度利神长率会降低“在"字wR表示嫉牌号有室需旧，P）冲帝牲能值的哄求，注取如简技定醐铸城块毒式，牌号后加撮iiLA",例如QTT>9CHJ-8A.注5,封籽浦？是往盅亭43口mm厚试块期得的力学性能而德定的，★高硬度。大大高于普通球墨铸铁，与中高碳钢相当。材料牌号布氏硬SE花艮★高硬度。大大高于普通球墨铸铁，与中高碳钢相当。材料牌号布氏硬SE花艮QTT>EOO-li250—310〔QTD00—3+01400-1优越的耐磨性，优越的疲劳强度和断裂韧性，减震吸音性好等，这些特点使得ADI已经代替锰钢、合金钢等应用于车辆、工程机械上。2.2优越的材料性能比重小。因为含有一定量的石墨，密度约为7.1g/cm3，同样尺寸的零件较钢件轻10%左右。成本低。相比锻件、焊接件等，ADI材料具有优良的铸造性，能够制造出实际形状和尺寸更接近设计要求的无余量零件，既降低了材料成本，也节省了加工成本。三、 如何得到奥贝球铁，其原理如何？3.1普通球墨铸铁选择合适的化学成分，熔炼一球化一孕育，得到普通球墨铸铁。3.2等温淬火工艺A一B:P+a-Fe一y-Fe.奥氏体化（＞AC1）：相变，碳的扩散;B-C：奥氏体均匀化，碳的扩散；C-D：淬火，避免得到珠光体

D-E：〉Fe—下贝氏体（针状铁素体）+A残（残余奥氏体）等温淬火：温度、时间E-F：空冷。可能存在残余奥氏体的转化。3.3分析设备条件：密闭进行，防止加热过程中铸件与外界反应，影响组织与性能；加热炉与盐浴炉控制稳定：加热过程中铸件变化稳定、可预见，便于设计铸件尺寸。★淬火介质：常用的热处理淬火介质有：油、气体、熔盐等。油：不能长时间在280度以上工作，不适用于ADI的制备；气体：要求：防腐蚀、防氧化；冷却效率低；熔盐：优点：温度控制范围宽，操作简单；缺点：腐蚀性、污染环境、铸件需要清洗；常用的淬火介质：（1）55%硝酸钾+45%亚硝酸钠，熔点143^，应用温度范围：160-550^；（2）50%硝酸钠+50%硝酸钾，熔点220^，应用温度范围：280-550°C.四、工艺关键点及其影响4.1化学成分★化学成分对于ADI组织和性能的影响主要有以下三个方面：（1）偏析；（2）等温处理时ADI组织对时间的敏感性；（3）淬透性；★主要化学元素的影响作用简述及建议值：碳元素：碳能稳定奥氏体；含碳量过高会造成石墨漂浮；建议值：3・5-3・7%硅元素：硅在等温淬火转变时抑制碳化物的析出而产生更多的针状铁素体，并且在等温淬火球墨铸铁中含有更高的硅量可以改善韧性和具有较宽的热处理工艺带。与此同时,当硅含量超过2.7%时，会使铁素体脆化,石墨形态恶化，奥氏体含量下降,使韧性迅速降低。因此,为了获得良好的力学性能,将含硅量定在2・3%-2・7%之间。锰元素：一方面，增加淬透性；另一方面，正偏析，易形成碳化物。控制范围0.25-0.5%。GBT24733-2009国标推荐:

表DM有腐加入无素的推将目桔僚和控制施别府毫皿人的元素鼻里目制也国/梨— C3.$HZ.i%±0.20&网）+4L皿8#士。00SQ.30郭土amCu。一跚咒顺大（值在篱事时〉士但如Ni士did0.M苗最大《仅在需要时〉±0,03庄：铸rriUfflT尺.—于13mrn酎的日株值可以搪高到洒OU叩岸隹过13rmnit或看魂其悒境此物溶成元素存除玷响零件切削性却由帝性的芯界碟化物的附：球铁熔炼作业指导书4.2热处理工艺4.2.1奥氏体化温度奥氏体化温度必须保证铸件完全奥氏体化，一般选择AC1+70-80°C；国标建议785-950°C。分析：在一定范围内，奥氏体化温度f,碳的扩散速度f,等温淬火后形成的残余奥氏体数量f,若能形成稳定的残余奥氏体，抗拉强度和韧性f;奥氏体化进一步提高，组织过于粗大，影响机械性能。4.2.2奥氏体化保温时间目的：达到相平衡、碳饱和及铸件温度均匀；奥氏体化时间太短，铸件组织不均匀；奥氏体化保温时间太长，组织粗大，影响力学性能。一般1-2h。4.2.3等温淬火温度分析：等温淬火温度较低时，残余奥氏体含碳量较低，空冷时形成马氏体；一定范围内，等温淬火温度升高，碳的扩散速度加快，形成的残余奥氏体及其含碳量逐渐增加，且铁素体组织变得粗大，抗拉强度下降；等温淬火温度继续增大后，残余奥氏体的含碳量较多，易形成碳化物。结论：等温温度高，铸件硬度低、韧性好；等温温度低，铸件硬度高、耐磨性好。根据需要选择不同的等温淬火温度。-545AI44J3-545AI44J34.2.4等温淬火保温时间（工艺窗口）第一阶段：等温时间短，残余奥氏体含碳量少＜1.6%，空冷时形成马氏体;

第二阶段：等温时间合适，残余奥氏体含碳量1.8-2.2%,形成稳定的残余奥氏体;第三阶段：等温时间过长，残余奥氏体含碳量多，易有碳化物析出。一般1-2h。五、实例分析5.1案例一：机构：郑州大学+河南欧迪艾铸造有限公司化学成分CSiMnPSMoCuNi3.5-3.72.3-2.7<0.5<0.03<0.030.15-0.250.2-0.50.2-0.4试样尺寸与形状：中22*120mm的Y型试块淬火介质：50%硝酸钠+50%硝酸钾奥氏体化温度860、880、900、920C奥氏体化保温时间60、90、120、150^等温淬火温度235、280、325、370°C等温淬火时间60、90、120min机械性能1零 iia-藤/、从我、沁此骚说曲街雨 虹畚间&浦戚诙可1A』A耳/封/ \MV_”一句二―一5胃留避盗\蜜严 虹氏就扁乳盘56'如跋靛％弭匚，奥氏衅化盼N与伸忻•美'两 品尊*的霆■魔日骨长季联肃我41”祀并此时倒可力学件隹的彪嘻时间min】'・、 6U « LSft力学性能 J ■ ■航拍强度i.MPa} IWO 1113 ]Dfi5游巾础：口在静， 馋 ID3 W虔魔tHRO ih 30 12延州率CH1 20 91 5J5.2案例二机构：苏州大学+镇江华龙铸铁型材有限公司化学成分QT500-7CSiMnPS注：球化后成分3.352.780.130.0540.004试样尺寸与形状：<^35X350mm圆柱形棒料9根；^30X350mm圆柱形棒料36根；祖25X100mm圆柱形棒料9根；淬火介质：无奥氏体化温度900°C奥氏体化保温时间90min等温淬火温度250、300、350C等温淬火时间60、120、180min机械性能kA九知树杵的拉止强度与遂仲毕序金 监大.位荷FfKJV曲伯）旋而由盐以广用』 "打强虫<7,蜘*拉仲率J： IUJ-JJ 檎X ；期」 2.3土J'C-二如山 1；?,22 花' 了 2 J25Jt-LSOmm 1；；.-$ •方.卜 14L3 21口fiX 735^ 1:i5： Z?V-^hnLii 1"” 72 .A：.jSI骸S 54 :-：T. ?4把it-r::“r.：： /854 .ie ir：J：jr-LiOmin yi51 /S.i+ ：_」5 1j： Himm _ 处口 ；L打 丫1案例三:机构：河北工业大学化学成分CSiMnPSMoCu3.6-3.82.6-2.8<0.3<0.05<0.020.2-0.30.4-0.6试样尺寸与形状：标准Y型试棒淬火介质：55%硝酸钾+45%硝酸钠奥氏体化温度960C奥氏体化保温时间60min等温淬火温度270、300、360、360、380C等温淬火时间90min机械性能等沮捽大沮.度/■寸^a^Aais.'ic案例四:机构：合肥工业大学化学成分SiMnCuNiMo3.62.50.20.81.50.2化学成分SiMnCuNiMo3.62.50.20.81.50.2试样尺寸与形状： 14*14*130mm淬火介质： 50%硝酸钠+50%硝酸钾奥氏体化温度 900°C奥氏体化保温时间 60min等温淬火温度 280-385C等温淬火时间 60-210min机械性能等温淬火时间 60-210min机械性能-硬度参考文献：1、 GBT24733-2009等温淬火球墨铸铁件2、 《金属热处理原理及工艺》王顺兴3、 《铸