等温淬火球铁材料近期的进展与深化

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等温淬火球铁

等温淬火球铁（ADI）材料简介等温淬火球铁（ADI）作为二十世纪铸冶技术的一项重大发明，推动了全世界在机械制造及相关领域的技术进步，并在新世纪里继续创新和推广应用，使我们获得更大的经济和社会效益。

1. 等温淬火球铁特点等温淬火球铁（简称ADI）是将普通球铁（石墨为球状，基体为铁素体+珠光体）通过适当的等温淬火而获得奥氏体（高韧性）与贝氏体（高强耐磨）组织的金属结构材料。

其性能明显优于其它铸铁，其抗拉强度是普通珠光体-铁素体球铁的两倍，并且，它又保留了良好的伸长率和冲击韧度。

大大优于普通球铁和钢，主要特性是：（1）特高的强度与耐磨性，又具有中等韧性。

几种材料性能如表1-1。

表1-1 几种材料性能情况材质抗拉强度σbMPa屈服强度σ0.2MPa伸长率δ%硬度HB主要金相组织性能特点石墨基体强度韧性耐磨普通铸铁（HT）150-350 0150-225片状珠光体低特低低铁素体球铁（QT）400-500 250-3200 5-18130-24球状铁素体中高中珠光体球铁（QT）600-700 370-420 2-3190-305球状珠光体高中高等温淬火球铁（ADI）800-1600 500-1300 1-10260-55球状奥氏体+贝氏体特高中特高铸造碳钢（ZG）400-640 200-340 10-25奥氏体+珠光体+铁素体中特高中轧制碳钢315-610 195-275 15-30 铁素体+珠光体+马氏体中特高低正火回火合金钢（9CrMo）1121 780-821 9321-331奥氏体+马氏体+贝氏体特高中高（2）减震性好，使用时噪音比钢低1-5db。

（3）低温性能比钢好，适用于低温下使用。

（4）工作过程的不断自硬性。

工作面在使用过程中不断产生自硬性，不断提高强度和耐磨效果。

（5）制造成本比钢低，材料利用率高。

综上所述，ADI的优点是：高（机械性能高）、长（使用寿命长）、易（成型容易）、省（节省原材料）、低（低噪音、低温性能好、低成本）。

球墨铸铁的等温淬火工艺

球墨铸铁的等温淬火工艺
球墨铸铁是一种广泛应用于工程中的铸铁，具有较高的强度和韧性。

其中，等温淬火是一种重要的热处理工艺，可以显著提高球墨铸铁的机械性能和耐磨性。

等温淬火通常包括以下几个步骤：首先，在炉内加热球墨铸铁至一定温度，保温一定时间使其组织达到平衡状态；然后迅速将球墨铸铁置于淬火介质中，使其快速冷却，从而使组织发生变化；最后，在适当的温度下进行回火处理，消除淬火过程中的残余应力，并提高强度和韧性。

等温淬火的工艺参数包括加热温度、保温时间、淬火介质和回火温度等。

其中，加热温度和保温时间的选择应根据球墨铸铁的材质、尺寸和要求的性能来确定；淬火介质应根据要求的硬度和韧性来选择，常用的淬火介质包括水、油和空气等；回火温度的选择应根据要求的性能来确定，通常在300~600℃范围内。

总之，等温淬火是一种重要的球墨铸铁热处理工艺，可显著提高其机械性能和耐磨性。

在实际应用中，应根据具体情况选择适当的工艺参数，保证球墨铸铁的性能达到要求。

- 1 -。

等温淬火球铁(ADI)的机械加工性能

ｔｅａｌ－ａｄｄｎｍｉｌ－ｔｌｉｄｈｇａｂｎａｓｎｔｃｌｄａｓｒｔ）ｐｏｉｅｎｅｃｐｉｎｏｂｎｔｎｏｉｈｒｌｍｙｎｙａｃｌｓｂｉｚｉｃｒｏｕｔｉａｅｕｆｒｅｒｖｓｘｅｔａｃｍｉａｏｆｇａｙａｌｅｈｅｅ（ｌｅｉ，ｄａｏｌｉｈｈ
ｉｄｓｒｓｎｕｔｅ．ｉＩｕｉｕｃｏｔｕｔｒｏｓｓｓｏｐｅｏｄｌｇａｈｔｎｔｉｆａｉｕａｅｒｔａｄｆｌｒａｔｄ，ｔｎｑｅｍｉｒｓｒｃｕｅｃｎｉｆｓｈｒｉａｒｐｉｉａｍａｒｏｃｃｌｒｆｒｉｎｕｌｅｃｅｓｔｅｘｅｙ－
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等温淬火球铁（Ｄ）ＡＩ的机械￣性能Ｉ：ＩＴ．
刘金城
（国Ｒｓｅｌ司，ｏｃｕｃｔｅ，ｅｃｓｒＥＥ。）英ｕｓｌ公ＢｎｈｒＳｒｔＬｉｅｔＳＳＰＵＫ。ｈｅｅＬ摘要：等温淬火球铁（Ｄ）程界来说是一种相对较新的材料。ＡＩ对工其独特的金属基体显微组织奥铁体，即针状铁素体和充分反应的、热力学稳定的、力学上也稳定的，高碳奥氏体的混和组织，其具有比普通球铁高得多的强度和韧性。然而，使高强度、高硬度和高韧性使等淬球铁在机加工时切削刃口受到更高的应力，造成一定困难。考虑了等淬球铁特有的金属基体组织和力学性能，选择了合适的刀具，调整和优化了刀具及加工参数，等淬球铁完全可以成功地进行机加工，而从可以扩大等淬球铁的应用和进一步开拓等淬球铁的潜力。笔者论述了等淬球铁的组织特点，机加工特点，出了机加工给参考参数，并讨论了改善等淬球铁机械加工性能的方法。关键词：等温淬火球铁；加工性能；改善中图分类号：Ｇ５Ｔ２５文献标识码：Ａ文章编号：０３８４（０７０ — ０５０１０ — ３５２０）１０２ — ８

球铁齿轮等温淬火

球铁齿轮等温淬火随着社会经济的发展，各行业对齿轮产品的要求也越来越高。

而且，由于齿轮产品的要求，在加工过程中，淬火工艺是不可缺少的。

淬火工艺是将材料达到一定的淬火处理温度，使其产生表面硬化和深内部构效改善，从而提高材料的硬度和强度，改善材料的力学性能，以满足产品需求。

由于不同材料的不同淬火温度，不同材料的淬火工艺也不同。

球铁齿轮需要等温淬火。

等温淬火是指将材料放入温度恒定的火淬炉中多次循环，直到达到给定的温度为止。

等温淬火原理是，将材料放入火淬炉中，材料表面导热系数较大，因此热能会很快地被传入材料的内部，此时材料的表面温度和内部温度还不一样，而内部温度会慢慢升高，相对表面温度而言，而此时外表面就会出现温度梯度，由于火淬炉中温度恒定，外表面热能会继续传入内部，从而抵消内部温度梯度，最后形成等温的淬火作用。

球铁齿轮的等温淬火的温度一般为850-930℃，表面温度控制在850-930℃，经淬火后，齿轮的表面硬度会大大提高，可使齿轮的缺陷减少。

其次，经等温淬火的齿轮还有利于提高抗疲劳强度及抗冲击强度，所以，它们能够更好地满足需求，承受更多的压力。

因此，等温淬火是球铁齿轮生产中不可缺少的一个工序，需要控制好温度，保证淬火质量。

淬火前，要确保齿轮材料的质量，同时，需要准备充足的淬火材料，如淬火剂和淬火药液等，并严格按照淬火工艺要求进行操作，确保淬火效果。

此外，要做到球铁齿轮质量的控制，还需要合理的设备投资，正确的工艺流程设计，以及良好的生产环境和车间管理。

通过合理的设备投资，可以增加生产效率，提高工艺的恒定性；通过正确的工艺流程设计，可以提高产品的质量，避免浪费；通过良好的生产环境和车间管理，可以保证生产安全，延长使用寿命。

综上所述，球铁齿轮的等温淬火是一个必不可少的工序，它可以提高材料的硬度和强度，改善材料的力学性能，以满足产品的需求。

此外，要做到球铁齿轮等温淬火的质量控制，应该合理投资设备，正确设计工艺流程，确保良好的环境和车间管理。

等温淬火球铁_ADI_在汽车底盘零件上的应用

但这将增加汽车的自重，设计人员只好选取强度更
高、韧性更好的材料，使其既能满足汽车的使用要求
又不增加重量。从表 3、表 4 可以看到，ADI 的强度
高于或相当于碳钢、低合金钢，同时还具有良好的塑
性和韧性（尤其是在 40 ℃条件下仍能保持 70%的
室温断裂韧性），非常适合中、重型卡车底盘零件对
材料的要求。另外，传统中、重型卡车底盘零件工艺
技术发展与经营管理
Technology Development and Operation Management
等温淬火球铁（ADI）在汽车底盘零件上的应用
巩济民 1，徐明君 2
（1．中国一拖集团公司，河南洛阳，471004；2.机械科学研究总院，北京，100044）
摘要：介绍了 ADI 的性能特点、汽车底盘铸件对材料性能的要求、ADI 在美国汽车上的应用情况以及在准 ISO17804：2005
800-500-10 900-600-08 1050-700-06 1200-850-03 1400-1100-01
HBW400 HBW450
表 3 国际及美、欧、日、中等国 ADI 标准 Tab.3 ADI Standards of ISO, USA, Europe, Japan and China
日本标准 JISG5503-1995
900-600-08 1000-700-05 1200-800-02 1400-900-01
中国标准 GB/T24733-2009
800-500-10 900-600-08 1050-700-06 1200-850-03 1400-1100-01
HBW400 HBW450
多为铸钢、锻钢或铸锻焊复合件，而 ADI 由于铸造

等温淬火工艺对球铁力学性能的影响

收稿日期：０Ｉ０２０一９一Ｉ３作者简介：杰武（９２．，朱１５一）男陕西武功』，中师范学院副教授，、汉主要事金属材料和工程断裂力学方面的研究
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Ｍａｒ
２００２
文童编号：Ｏ７２５（０２０．０ｉ３１Ｏ８３２０）１０５－０
等温淬火工艺对球铁力学性能的影响
朱杰武
汉中师范学院物理系．隈西汉中７３０２００
摘要：从标准梅花形试块制取试样．行系列等温淬火工艺，察金相组织，定试样力学性能，析各进观测分
备为ＲＡ２．Ａ电极式盐浴炉，温淬火在Ｓ一Ｙ５８等Ｇ５１．Ｏ型坩埚电阻炉中进行，回火采用ｓ－．０型ｘ４１
箱式电阻炉．伸试验在ＷＥ３拉．０型万能材料试验
机上进行，Ｊ３Ｂ４Ｊ冲击试验机上测定冲击在Ｂ０１７
Ｐ００６Ｓ试样按表ｌ热处理工艺处理，热设，．２；加
１试验过程及设备
采用Ｇ中频感应炉熔炼本溪生铁，过两Ｗ通次孕育处理（即第一次加入０６．％的７ＳＦ，二５ｉｅ第
次于浇注前再压人０ｏ％Ａ＋０２５ｉｅ，．４１．％７ＳＦ）浇铸成标准梅花形状试块：，块９０± １ ℃ 加热试００

新型耐磨材料含碳化物的等温淬火球墨铸铁CADI简介全

等温淬火
两大步：奥氏体化、等温淬火四个重要工艺参数：奥氏体化时间、奥氏体化温度、等温淬火温度、等温淬火时间
等温淬火的四个重要参数
一般，随着奥氏体化温度升高和奥氏体化时间延长，有利于组织转化和均匀化，使得材料的韧性提高。但是，过高的奥氏体化温度会使奥氏体晶粒粗大，从而降低了材料的性能。
新型耐磨材料— — 含碳化物的等温淬火球墨铸铁
主讲：
CADI
目录
一．我国耐磨材料现状二．CADI的制备三．CADI组织与性能特点四．CADI的应用五．关于CADI的生产难题与科研热点
一、我国耐磨材料现状
• 据国内不完全统计：仅破碎设备、采掘机斗齿和渣浆泵等损失，每年不少于70亿。其中，磨球不少于40亿，衬板15亿，锤头8亿，斗齿5亿。 • 我国每年因磨料磨损消耗金属材料高达 300万吨以上。其中磨球消耗近200万吨。 • 研究开发新型耐磨五、关于CADI的生产难题与科研热点
• CADI批量生产热处理装备有待提高，加工性能较差等阻碍了其工业化发展。 • 残奥受力、受热分解机制（位错） • 石墨球含量对CADI力学性能的影响 • 如何细化碳化物？ • 石墨球周围的铁素体和碳化物周围的形态为什么不同？（机制）
一般，随着等温淬火温度的升高和等温淬火时间的延长，材料的韧性提高而硬度降低。但是，过高的等温温度或者过长的等温时间会使晶粒粗大，残余奥氏体会分解，析出碳化物，降低了材料的性能。
CADI组织特点
碳化物
石墨球
奥铁体
CADI的性能特点
• CADI的基体组织为奥铁体，具有较好的强韧性。组织中含有一定量的碳化物，提高了材料的硬度和耐磨性。另外，在工作过程中CADI材料表面的一些残余奥氏体会受力诱变成马氏体，表皮硬度增大，提高了材料的耐磨性，在实际生产中具有重要意义。 • CADI是一种新型耐磨材料，其强度高，韧性好，硬度高，耐磨性好，具有优良的综合力学性能，而且CADI冲击载荷下加工硬化能力好，比重小，成本低，适应于多种工况条件。

球墨铸铁等温淬火前后切削加工性能研究

球墨铸铁等温淬火前后切削加工性能研究李专洋摘要 :球墨铸铁等温淬火后力学性能大大增强,但切削加工性随之变差。

本文分析热处理后材料微观组织的变化,并采用晶体压电传感测力仪、电荷放大器及计算机组成的切削力数据采集系统测量陶瓷刀具干切削球墨铸铁(DI 及等温淬火处理后的球墨铸铁(ADI 时的切削力。

比较不同切削深度、进给速度及切削速度下, DI 和 ADI 两者之间切削力大小关系,观察两者切屑形态的异同, 研究球墨铸铁等温淬火前后切削加工性能的变化。

结果表明 ,等温淬火后随着金相组织的转变,材料力学性能大幅增强,切削力大幅增加,切屑短小崩碎 , 易飞溅 ,切削加工性能明显变差。

关键词:等温淬火球墨铸铁(ADI ; 陶瓷刀具 ; 切削力 ; 切屑形貌The Cutting Properties of Ductile Iron and Austempered Ductile Iron Abstract : After isothermal quenching treatment, the mechanical properties of ductile iron (DI specimens will greatly increased. But the machinability of austempered ductile iron (ADI will be bad. The changes of microstructure of materials after isothermal quenching treatment were studied, and the cutting force of DI and ADI dry turned by ceramic cutting tools could be measured with the data collecting system consisted ofKistler9257B piezoelectric crystal sensor dynamometer and Kistler5070A10100 charge amplifier. The relationship of cutting force between DI and ADI can be compared under the conditions of different cutting depth, feed and cutting speed. And then observe the differences between these cutting shapes, study the changes of machinability of ADI and DI. The results showed that the mechanical properties and cutting force increased greatly as the metallographic structure changed after isothermal quenching treatment, but the machinability got bad. The cutting crumbs were short, fragile and apt to splashed.Key words:Austempered ductile iron(ADI; Ceramic cutting tools;Cutting force; Microstructure of chips引言等温淬火后,球墨铸铁强度、硬度、耐磨性大大提高 ,但是等温淬火后其机加工性能随之变差, 直接影响了 ADI 材料的发展。

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ＲｅｅｔｖｌｐｎｒｇｅｓｎｅｈｏｏｙＤｅｐｎｎｆｓｔｅｍａｌ— ｅｃｅＡｕｔｍｅｒｄＤｏｈｒｌ－ｎｈｄ（ｓｅｐｅ）ｕｔｅＩｎＤｅＰａｃＩｙＱｕｅｌｒ
ｐｏｒｓｅａｅｎｍａｅｉｈｅｅｒｈｏｈｒｇｅｓｓｈｓｂｅｄｎｔｅｒｓａｃｎｔｅＡＤＩｔｃｎｌｇｎｉｐｌａｉｎｎｈｎｎｂａ．ｅｈｏｏｙａｄｔａｐｉｔｉＣｉａａｄａｒｄｓｃｏｏＦｒＡＤＩｏｒｓａｃｅｓｔｅｅ，ｔｅｐｐｒｄｓｒｂｓｃｎｅｔａｌｏｉｗｐｉｔｏｈｒｐ￣ｈｒｃｅｓｃｆｔｅＡＤ，ｉｅｅｒｈｒｏｒｆｒｈａｅｅｃｅｏｃｐｕｌｓｍｅｖｅｏｎｓｎｔｅｐｏｅｙｃａａｔｒｔｓｏＩｉｙｉｉｈｔｓａｐｉａｉｎｅｐｎｉｎｑｅｚ－ａｔｇｐｏｅｓｏｐｌｔｏｘａｓｏ，ｓｕｅｅｃｓｉｒｃｓｆｃｎＡＤＩｎｍｅｃｉｌｔｎａｄＡＤａｔｇｗｉｈ－ｉｈｅｉｇ，ｕｒａｓｍｕａｉｎＩｃｓｉｅｇｔｌｔｎｎ．ｉｌｏｎｇ
心在国内还是新的尝试，我们要积极宣传配合他
们的工作，以尽快发挥其积极作用，在取得经验基础上逐步在其它地区建立。
（）３使更多的球铁生产厂都能提供ＡＩＤ的
球铁坯件。由于对这些坯件质量要求较高，制控较严，要在原材料质量、学成分、液质量、需化铁造型工艺以及球化、育处理工艺及无损检测等孕
三届全国等温淬火球铁（等淬球铁）技术研讨会论文集，
考
文
献
【】ｌ王泽华．等温淬火球铁在铁道车辆耐磨件上的应用研究【．Ｊ铸１【】２王怀林．一汽等温淬火球墨铸铁科研与生产实践二十年【】ｃ．第
的技术改造，使其符合ＡＩＤ球铁坯件生产要求。能供应优质球铁件的厂多了，等温淬火质量又有
样，能不断降低成本，分体现采用ＡＩ才充Ｄ的经济效益，步扩大其应用范围。逐（）力促进曲轴、轮等关键零件的产业５努齿化生产，助解决各主要工艺环节的关键技术问协题，建立起曲轴、轮生产的产业链，组织齿形成具
有我国自主知识产权ＡＩＤ生产工艺，提高我国ＡＩ产的技术水平。Ｄ生
参
造．０３（）６ — ７．２０．７：６４１４
方面采取措施，才能使其适合ＡＩＤ球铁坯件的
要求。就是说要对现有的球铁生产厂进行必要也
ＫｙｗｒｓｉｔｅａｌｑｅｃｅｕｔｅｉｎＡＩａｐｉｔｎｐｇｅｓｅｏｄ：ｓｈｒｌｙｕｎｈｄｄｃｉｏ（Ｄ）ｐｌａｉ；ｒｓｏｍ－ｌｒ；ｃｏｏｒ
的生产发展有很大促进作用。温淬火热处理中等
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等温淬火球铁材料近期的进展与深化
周继扬
（大连理工大学，辽宁大连１６２）０３１
摘要：２０自０２年第三届全国等温淬火球铁技术研讨会以来。国内外等温淬火球铁的技术研究、生产应用又有了许多新
的进展。笔者就等温淬火球铁材料的性能特点、扩大应用、压铸造、挤数值模拟、轻量化等五个问题介绍一些情况，并概
念性地论述一些观点，供从事这方面研究的同行参考。关键词：等温淬火球铁材料；应用：进展
中图分类号：Ｇ５Ｔ２５文献标识码：Ａ文章编号：０３８４（０７０ — ０９０１０ — ３５２０）１０１— ７
ＺＨＯＵｊ— ａｇｉｙｎ
（ａｉｎｅｓｙｏＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｙＤｌｎ１６２，ｈｎ）ＤｌｎＵｉｒｉｆｃｅｃｎｅｈｏｇ，ａｉ０３Ｃｉａａｖｔｏａ１
ＡｂｔａｔＳｎｅＴｅ３ｔｈｎｏｅｌ — ｕｎｈｄＤｃｌＩｎ（Ｄ）Ｔｃｎｌｇｏｆｒｎｅｔｅｅａａｎｍｎｅｓｃ：ｉｃｈ－ｈＣｉａＩｔｒｌＱｅｃｅｕｔｅｒＡＩｅｈｏｙｃｎｅｅｃｒｇｉａｙｎｗｒｓｈｍａｙｉｏｏｈ
保证，产成本也进一步降低，生中国ＡＩＤ的应用范围和产量必然会扩大。（）介绍和采用ＡＩ料时，对其性能４在Ｄ材应特点，用范围及生产条件等有一全面、应正确的认识，根据零件工作条件，力状况的不同，择受选