資源描述：
《高牌號等溫淬火球鐵(ADI)的生產(chǎn)實踐及探討》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、高牌號等溫淬火球鐵（ADI）的生產(chǎn)實踐及探討張軍（湖北省機電研究設(shè)計院鑄造所武漢430070）摘要：闡述高牌號ADI的性能特點及影響因素，探討提高綜合力學(xué)性能的主要措施，為其更加廣泛的采用奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：等溫淬火球鐵ADI等溫淬火球鐵（ADI）已公認具有良好的力學(xué)性能，其抗拉強度可達1600MPa以上，但伸長率不及鐵素體球鐵及高韌性鋼，需探求在保證足夠強度的前提下，進一步提高伸長率，以獲得更優(yōu)良的力學(xué)性能和使用性能。1、ADI的性能特點[1]ADI主要特性：⑴密度/抗拉強度比值小。ADI材料的抗拉強度能達到1500MPa以上，單位強度的重量低于球鐵、鍛鋼、鑄鋁、鑄銅等，是一
2、種重量輕而強度高的材料；⑵ADI的屈服強度、抗疲勞性、減震性、噪音比比球鐵及鋼好，耐磨性僅次于605硬鎳鋼，低溫下的斷裂韌性比鋼好；（3）同等機械性能下，ADI件重量比鑄鋼件輕10%，其密度僅為7.1g/cm3。2、影響高牌號ADI性能的主要因素2.1化學(xué)成分[2、3]化學(xué)成分是獲得優(yōu)質(zhì)球鐵鑄件的基本因素，ADI須嚴格控制合適的化學(xué)成分。堅持高C、Si，低P、S原則。足夠的C和Si在球化劑的作用下，才能產(chǎn)生多、均、細的石墨球，但C過高將導(dǎo)致石墨漂浮，Si過高增大低溫脆性和熱處理時的奧氏體化溫度，應(yīng)控制C=3.5～3.9%，Si=2.4～2.7%。P、S是有害元素，宜控制越低越好
3、，才能穩(wěn)定ADI的綜合性能。對于高牌號的ADI，可以提高Mn含量，同時根據(jù)需要加入合金元素Cu、Ni、Mo、V、Cr等。2.2鐵液的熔制和處理獲得優(yōu)質(zhì)鑄態(tài)球鐵件，除合適的化學(xué)成分外，合理的熔制及處理至關(guān)重要。ADI要求穩(wěn)定化學(xué)成分和鐵液溫度，宜采用電爐熔煉。鐵液出爐處理溫度和澆注溫度應(yīng)依據(jù)鑄件大小、壁厚和環(huán)境氣溫而定。過高的熔煉溫度，增加碳元素?zé)龘p，球化處理時反應(yīng)過快，使球化劑氧化燒損大，導(dǎo)致球化不良。過高的澆注溫度使鑄型中球鐵結(jié)晶凝固外殼層較薄，易被以后結(jié)晶的石墨化膨脹力擠破，而降低內(nèi)部壓力，導(dǎo)致縮松。對薄壁小件，冬季氣溫較低，應(yīng)提高鐵液溫度30～50℃。球化孕育處理時，保證
4、球鐵中含有適量的殘留鎂和稀土量，形成足夠多的晶核，石墨球大小均勻。2.3熱處理工藝[4]不同的熱處理工藝參數(shù)，獲得不同的基體組織，決定ADI的最終力學(xué)性能。ADI熱處理工藝主要包括奧氏體化加熱與保溫，等溫淬火與保溫兩個階段。奧氏體化加熱與保溫--非合金化ADI的完全奧氏體化溫度約860℃，考慮測量點（爐內(nèi)空間）的溫度高于工件表面及中心20-50℃，故適宜的奧氏體化溫度為880～930℃。合金化ADI，由于合金元素（Cu、Ni、Mo、Cr等）降低了奧氏體轉(zhuǎn)變臨界溫度，可適當(dāng)降低奧氏體化加熱溫度。[4]奧氏體化保溫時間應(yīng)根據(jù)爐內(nèi)工件的裝載量、壁厚及爐內(nèi)的溫度均化程度而定，以使每個工
5、件厚大斷面完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體為準。一般為1～3小時。等溫淬火溫度--在貝氏體形成的溫度范圍（230～500℃）內(nèi)進行等溫淬火，該轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)的下限，獲得下貝氏體和殘留奧氏體，強度、硬度高，而延伸率低，上限獲得上貝氏體，強度、硬度低，而延伸率高。表1為我院所做產(chǎn)品的等溫淬火與力學(xué)性能、基體組織的檢測數(shù)據(jù)。等淬保溫時間過短則奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w的數(shù)量少，殘余奧氏體過多，組織性能不高。過長則使富碳奧氏體長大，析出的碳形成過多碳化物（Fe3C、MoC、NiC、（Cr，F(xiàn)e）3C等），集結(jié)于晶界，降低力學(xué)性能。一般保溫時間1-2小時為宜。表1等溫淬火溫度與力學(xué)性能、基體組織檢測數(shù)據(jù)Tab.
6、1TestvaluesofisothermalquenchingtemperaturerelationtomechanicalPropertiesandmatrixstructure序號等溫淬火抗拉強度伸長率硬度基體組織溫度（℃）T（h）σb(MPa)δ(%)HRC1230216521.853下貝氏體+殘余奧氏體227021596445.5下貝氏體+殘余奧氏體33101.512637.635混合貝氏體+殘余奧氏體43501104012.832上貝氏體+殘余奧氏體53700.897013.529上貝氏體+殘余奧氏體3提高ADI綜合性能的主要措施3.1采用優(yōu)質(zhì)爐料及強化管理選用高C
7、低P、S、Si的生鐵，并嚴格控制鑄件中導(dǎo)致偏析及干擾球化的有害元素含量：Ti＜0.05%，Te＜0.05%，Sb＜0.01%，Bi＜0.002%，Pb＜0.002%，As＜0.02%。加強爐料管理，不同成分的生鐵及回爐鐵、廢鋼、鐵合金等原輔材料應(yīng)分堆存放，以便進行準確的配料計算。3.2優(yōu)化熔煉及合理控制ADI宜采用中頻或工頻電爐熔煉，力求穩(wěn)定化學(xué)成份和鐵液出爐溫度，減少合金元素的燒損和鐵液的雜質(zhì)與氣體含量。熔化完畢經(jīng)爐前快速檢測原鐵液的C、Si含量。如果C、Si不符應(yīng)及時調(diào)整，合格后方可出爐
