奥贝球铁ADI调研报告

1、奥贝球铁ADI的调研报告什么是奥贝球铁（ADI） ?等温淬火球墨铸铁 （Austempered ductile iron, ADI ）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。球墨铸铁：铁素体+珠光体+石墨球ADI：贝氏体（针铁素体）+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。奥贝球铁有哪些优异的性能？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。1：3桀盘的NW也叫11|wt l龄件主A 5E强犁率汽2

2、(miiO/J倬氏本月/郭|疝|WQTD QQ LQ W(QTD 营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+拄时时制胃日是统M厚W3C屏试块曲神的力学性艇的忱定的. 高硬度。大大高于普通球墨铸铁，与中高碳钢相当表G1布氏斑度播导值优越的耐磨性，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已经代替镒钢、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

3、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。如何得到奥贝球铁，其原理如何?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。等温淬火工艺5餐氏作巩ca315势 A - B： P+维Fe- rFe.奥氏体化（ Aci）：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: 丫Fe一下贝氏体（针铁素体）+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

4、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143C,应用温度范围：160-550C;50%硝酸钠+50%硝酸钾，熔点220C,应用温度范围：280-550 C.四、工艺关键点及其影响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

5、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：含鼠量（）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%0.25-0.5% o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。镒元素：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GBT

6、 24733-2009 国标推荐:表92科加人元素的报界目标值比控瓶范SI由青前人的元素国掘隹.MrMn1Cp冲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在朝讶工制寸力丁 n EM时.Ml.的日标但可以品高到匚萌）般厚才速II富MultA枪化届成北宏存在时：.加的fizsi向也*改更梃以需除咕等同协*fttmai同怪的K罪*化物的附：球铁熔炼作业指导书热处理工艺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+70-80C;国标建议785-950 C。分析

7、：在一定范围内，奥氏体化温度T ,碳的扩散速度T ,等温淬火后形成的残余奥氏体数量T , 若能形成稳定的残余奥氏体，抗拉强度和韧性T;奥氏体化进一步提高，组织过于粗大，影响机 械性能。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。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。

8、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。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W1.6%,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。般 1-2ho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CSiMnPSMoCuNi3.5-3.72.3-2.70.50.030.030.15-0.250.2-0.50.2-0.4试样尺寸与形状：22*120mm 的丫型试块淬火介质

9、：50%硝酸钠+50痴肖酸钾奥氏体化温度860、 880、900、920 c奥氏体化保温时间60、90、120、150C等温淬火温度235、280、325、370 c等温淬火时间60、90、120min机械性能iL&a百痛 如双1ia蛆wb事普 S耳MK WM21卜、碓)m口 无量0媪d :Z41 d国如|部1 幽11111065洋新附1工如修勺度(HRC)U101Vyjonsip*3092515.2案例机构：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：(f)35X 350mm 圆柱形棒料 9

10、根；。30 x 350mm圆柱形棒料 36根；e 25 X100mm 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、350 c等温淬火时间 60、120、180min机械性能员4 4 3既八值对升MWh惺电导电附小岸号白上以前日/兀植面，4，】口力尔：抗打团，号门.，川尸门 M计*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:机构：河北工业大学化学成分CSiMnPSMoCu3.6-3.82.6-2.80.30.050.020.2-0.30.4-0.6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960 c奥氏体化保温时间60min等温淬火温度270、300、360、360、380 c等温淬火时间90min机械性能管提停北道篁；七耳盘舞火也度ft案例四:机构：合肥工业大学化学成分CSiMnCuNiMo3.62.50.20.81.50.2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280-385 C等温淬火时间60-210min机械性能频度.HCi JI*34Uf丁1浦力阿湘网 * * 1,fx.i再ljcKim b ID JL H M ha参考文献：1、GBT 24733-2009 等温淬火球墨铸铁件2、金属热处理原理及工艺王顺兴3、铸造合金及其熔炼陆文华4