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《等溫淬火球鐵adi在汽車底盤零件上的應(yīng)用》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、等溫淬火球鐵(ADI)在汽車底盤零件上的應(yīng)用鞏濟(jì)民1,徐明君2(1.中國一拖集團(tuán)公司,河南洛陽,471004;2.機(jī)械科學(xué)研究總院,北京,100044)汽車行業(yè)是國家支柱產(chǎn)業(yè)。汽車中鑄件占整車重量的10%(轎車)"-23%(卡車),近年米困內(nèi)汽車業(yè)的快速發(fā)展也帶動了鑄造業(yè)的大發(fā)展(表1)。汽車行業(yè)競爭的核心是輕量化。汽車要提高燃料的經(jīng)濟(jì)性,嚴(yán)格控制排放,減輕汽車自重是關(guān)鍵,汽車每減重100kg,百公里可以節(jié)省汽油O.3升:每降低10%的汽車重量,就可減少10%的汽車排放。目前我國自主-{^牌的汽年比國外同類產(chǎn)IifI重約10~20%,為使汽車減少自重,就要求汽車鑄件必須輕量化、薄肇化、
2、精確化、強(qiáng)韌化。而選擇高強(qiáng)度、高韌性的材料是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的基礎(chǔ)。ADI具有很高的強(qiáng)度和韌性,十分適合汽車零件的需求,國外已廣泛用其代替鑄鋼、鍛鋼生產(chǎn)汽車曲軸、齒輪及底盤零件。在美、歐等發(fā)達(dá)困家的AD!應(yīng)用市場11l,汽車零件占了ADI總量的50%以上,而其中又以底盤零件(尤其是中、重型卡車底盤零件)應(yīng)用最多(表2)。本文重點(diǎn)介紹ADI在國內(nèi)外中、重型汽車底盤零件上的應(yīng)用情況及國內(nèi)進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)注意的問題。表l2003.2010年我國汽車產(chǎn)量與汽車鑄件需求=泠三竺20032008200920lO產(chǎn)量、比例—\汽車產(chǎn)量(萬輛)444.17934.51379.11826.5汽車鑄件產(chǎn)量(萬噸
3、)3406lO810一1000占鑄件總產(chǎn)黃的比例(%)17.118.223—30表2ADI在美、歐應(yīng)用市場中的分布(%)。\\乃絲圜別\\中、重型卡車輕型汽車建筑礦山農(nóng)機(jī)通用機(jī)械鐵路能源北莢2625814ll16歐洲341422453181ADI優(yōu)異的性能十分適合汽車底盤零件的需要1.1、ADI優(yōu)異的性能等溫淬火球墨鑄鐵(AustemperedDuctileIron),是上世紀(jì)六十一七十年代研究開發(fā)的一種新犁結(jié)構(gòu)材料。它是通過等溫淬火熱處理或加入合金元素,使金屬基體組織由鐵索體、珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)橐葬槧铊F素體和富碳奧氏體組成的奧鐵體。正是由于這種獨(dú)特的顯微組織,使等溫淬火球鐵(ADI)具有十
4、分優(yōu)異的性能——優(yōu)良的綜合力學(xué)性能、比重(比鋼)小、比強(qiáng)度(強(qiáng)度重量比)高、低能耗、低成本、低噪音、優(yōu)良的減震性、好的耐疲勞性能、優(yōu)越的耐磨性、優(yōu)良的斷裂韌性等,同時(shí)還保持了普通鑄鐵鑄造性能好的優(yōu)點(diǎn)。-76.正是由于ADI.卜.述優(yōu)點(diǎn),所以它一經(jīng)}}{現(xiàn)就引起了人們的廣泛重視并日益擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,產(chǎn)量也逐年增加。ADI已成為二十一世紀(jì)人們關(guān)注的熱點(diǎn)材料和技術(shù)之一,國外有學(xué)者稱,球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和等溫淬火球鐵的發(fā)展己讓世界進(jìn)入了“新鐵器時(shí)代”。表3是國際及莢、歐、日及中國的ADI標(biāo)準(zhǔn)。表3國際及美、歐、日、中等國ADI標(biāo)準(zhǔn)ISOl7804:2005ASTM897M—05SAEJ2447
5、·2004ENl564.2000JlSG5503-1995GB/T24733-2009800-500-10750.500-1l750.500_ll800—500-08800.500-lO900-600-08900..700-09900..700--09900-600.07.900-600—08900-600·081050.700.061050.750-07l050.750.071050-750.05·lOoo一700-05l050.700.06l200.850.03l200-850-04l200.850—041200.850.031200.800.02l200.850.031400.1
6、100—0i1400.1100.0l1400-I100-021400-lloo-021400-lloo-Ol1400-900·0l(HBW400)HBW4501600.1300.0l1600.1300-0lHBW4501.2、汽車底盤零件對材料性能的要求汽車底盤零件是汽車上重要的結(jié)構(gòu)件。它們的服役條件比較惡劣,需要承受重且變化較大的動載荷,需要在高溫或低溫條件下工作,另外作為運(yùn)輸車輛上的零部件還必須具有很高的安全性和可靠性。金屬材料的斷裂類型分為兩種,即韌性斷裂和脆性斷裂。韌性斷裂是金屬材料斷裂前產(chǎn)牛明顯的宏觀塑性變形的斷裂,這種斷裂有一個(gè)撕裂的過程,在這個(gè)過程中要不斷的消耗能量。而脆
7、性斷裂是突然發(fā)生的斷裂,斷裂前基本上不發(fā)生塑性變形,沒有明.濕的斷裂征兆而突然斷裂,因此危害性很大。金屬的韌性斷裂比脆性斷裂的危險(xiǎn)性小,在實(shí)際工作中許多構(gòu)件在產(chǎn)生較大塑性變形后就已失效,以致避免了突然斷裂的危險(xiǎn)。作為運(yùn)輸車輛的零部件,要求汽車底盤零件這一類型結(jié)構(gòu)件的失效方式必須是韌性斷裂,而不允許是脆性斷裂。產(chǎn)生韌性斷裂金屬材料的性能特點(diǎn)是材料應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、良好的塑性和韌性。較高的強(qiáng)度包括有較高的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度,良好的塑性和韌