等温淬火球铁的等温转变过程及ADI设备

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adi等温淬火球墨铸铁力学

adi等温淬火球墨铸铁力学目录1.ADI 等温淬火球墨铸铁的概述2.ADI 等温淬火球墨铸铁的力学性能3.ADI 等温淬火球墨铸铁的应用领域正文ADI 等温淬火球墨铸铁，即 Austempering Ductile Iron，是一种在奥氏体相区进行等温淬火的球墨铸铁。

这种材料继承了球墨铸铁的优良抗震性能和铸铁的高性价比，同时具有接近于钢的力学性能，因此在工程领域有着广泛的应用。

首先，让我们来看一下 ADI 等温淬火球墨铸铁的概述。

球墨铸铁是由铁、碳、硅、锰等元素组成的，其特点是铁素体基体中存在大量的球状石墨。

这种结构使得球墨铸铁具有良好的抗震性能和耐磨性。

然而，传统的球墨铸铁强度和硬度较低，不能满足一些高负荷工况的需求。

为了解决这个问题，人们研究出了一种新的热处理方法——等温淬火。

等温淬火是指在材料加热至奥氏体相区后，快速冷却到临界温度，然后在这个温度下保持一段时间，使材料中的奥氏体转变为马氏体。

这种处理方法可以使得球墨铸铁的力学性能得到显著提高，接近于钢的性能。

接下来，我们来看一下 ADI 等温淬火球墨铸铁的力学性能。

经过等温淬火处理的球墨铸铁，其硬度、强度、韧性等力学性能都有了显著的提升。

根据相关资料，ADI 等温淬火球墨铸铁的硬度可以达到 HRC45-55，抗拉强度可以达到 800-1200MPa，屈服强度可以达到 600-900MPa。

这些性能指标已经接近甚至超过了一些调质钢的性能。

最后，我们来看一下 ADI 等温淬火球墨铸铁的应用领域。

由于其优异的力学性能和低廉的成本，ADI 等温淬火球墨铸铁在工程领域有着广泛的应用。

例如，在汽车行业中，它可以用于制造齿轮、轮毂等高负荷部件；在铁路行业中，它可以用于制造铁路辙叉、护轨等关键部件；在石油化工行业中，它可以用于制造泵体、阀体等耐磨部件。

等温淬火球铁(ADI)及其应用

S 应被严格限制，以保证球化成功，防止过多的夹杂物产生和球化衰退。P促进脆性，为有害元素。Mo 、Ni 、 Mn 、Cu 是由强变弱的促进硬度的元素。Mn 应低于普通球墨铸铁，因为Mn 有显著的偏析倾向，致使石墨分布不均匀。Cu 可以部分消除 Mn 的不利影响，在使用Cu 后，Mn 含量可放宽至0.5％。加入合金元素Cu 、Mo 、Ni 、Nb可以提高淬透性及力学性能。干扰元素Ti 、 Sn 、 Sb 、V 等破坏球形，要用稀土元素中和，但Ce过多反球化，应加以控制。
1.2.3 等温淬火时间和奥氏体含碳量在生产等淬球铁过程中，等淬时的长短起着主要作用。在铁素体生核期，奥氏体接受铁素体生核与生长排出的碳份，使得奥氏体中碳份由淬火时的0.8%-1.1%，增加至1.2%-1.6%。这一碳份还不够使奥氏体在室温稳定，还要在等温液中继续保温；在铁素体生长期，生长的铁素体将更多的碳推入剩余奥氏体，使奥氏体碳浓度增至1.8%-2.2%。这一碳浓度无论从热力学和动力学都是稳定的。
1.1.3 铸造工艺采用先进的成形方法和科学的浇冒口设计技术，防止铸件产生缩孔、缩松、气孔、夹渣等隐藏性缺陷。孔洞和显微缩松体积＜1％。只有提供完善的原始铸件，才能保证等淬球铁高性能的稳定性和可靠性。铸铁水平连铸和金属型铸造是制造等淬球铁原件先进的成形方法，这种方法铸件冷却快，石墨球数又多、又圆整，不易产生铸造缺陷。
互相合作
共同发展
共同进步
等温淬火球铁（ADI）及其应用
等温淬火球墨铸铁（Austempering Ductile Iron)是将球墨铸铁加热至奥氏体温度（850－ 950℃）保温（1－2h）至奥氏体为碳所饱和，然后急冷至使铸件不生成珠光体并高于马氏体开始形成温度（Ms）, 在此温度（250－380℃ ）保持足够长的时间（1.5-3.5h）生成针状铁素体和高碳奥氏体（称为奥氏铁素体）的热处理态铸铁。等温淬火球墨铸铁简称等淬球铁（ ADI），国内也有称为奥氏体球铁，贝氏体球铁，奥贝球铁。

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。

等温淬火球墨铸铁——ADI

等温淬火球墨铸铁——ADI薄鑫涛【期刊名称】《热处理》【年(卷),期】2016(31)4【摘要】经等温淬火处理的球墨铸铁在国际上称为（Austempered Ductile Iron），简称ADI。

等温淬火球墨铸铁是一种由球墨铸铁通过等温淬火，得到以奥铁体（Ausferrite）为主要基体，具有强度高、韧性好的铸造合金，等温淬火球墨铸铁也称奥铁体球墨铸铁，也有人称为奥氏体一贝氏体球墨铸铁（奥一贝球铁）。

其热处理过程：将球墨铸铁加热到A。

以上，保持一定时间，然后以避免产生珠光体的冷速快冷至一定温度（高于Ms），并保温一定时间，使球墨铸铁得到针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体，允许少量其他组织（如马氏体、碳化物）存在，但以不影响所要求的力学性能为准则。

其属于一种力学性能范围宽广的高级铸铁，具有高强度、高韧性和较好的塑性等特点。

目前大致有三类，见表1。

【总页数】1页(P46-46)【关键词】等温淬火球墨铸铁;ADI;贝氏体球墨铸铁;力学性能;热处理过程;针状铁素体;奥铁体;淬火处理【作者】薄鑫涛【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TG143.5【相关文献】1.等温淬火球墨铸铁(ADI)的标准及进展 [J], 张忠仇;曾艺成;李克锐2.等温淬火球墨铸铁(ADI)曲轴的开发 [J], 王守河;张东;张霖3.圆角滚压强化工艺在等温淬火球墨铸铁(ADI)曲轴上的应用 [J], 张东;张春雨;李永真4.奥氏体回火温度对等温淬火球墨铸铁(ADI)高速切削加工性能的影响研究 [J], 吴少华;郭旭红;石皋莲5.等温淬火球墨铸铁及水平连铸型材ADI的发展 [J], 张忠明;王刚;徐春杰;王锦程因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

等温淬火实验报告

球墨铸铁等温淬火实验一、实验目的研究等温淬火温度和时间对球墨铸铁组织和性能的影响规律。

二、实验设备箱式电阻炉、盐浴炉、砂轮、金相显微镜、硬度计等。

三、实验方案1.成分3.6%C,2.7% ,Si0.2%Mn ,0.04%P ,0.015%S ,0.04%Mg ,0.02%RE2.将所有试样在900℃下奥氏体化，时间为30min；3.将奥氏体化后的试样分为三大组（每大组含8小组），分别在230℃、260 ℃、320℃下等温淬火，每大组中各小组的等温时间分别为2min、10min、15min、30min、40min、50min、60min、70min；4.淬火空冷后，打磨，测硬度值，然后观察金相组织。

四、实验结果五、实验结果分析1.等温淬火温度对ADI组织和性能的影响同一等温时间下不同温度等温淬火后，金相组织都是上贝氏体、下贝氏体和残余奥氏体的混合组织，只是三者的相对量不同。

随等温温度的升高，贝氏体组织变得粗大，贝氏体的形态由针状的下贝氏体过渡到羽毛状的上贝氏体，上贝氏体的量增加，下贝氏体的量减少。

另外，组织中奥氏体的量不断增多，这是随等温温度升高，则Ｃ曲线向左推移，且转变速度加快，碳的扩散速度也加快，奥氏体易于富碳而趋于稳定，故残余奥氏体量增多。

奥氏体的存在有利于ADI的伸长率和冲击韧度的提高，但抗拉强度和硬度有所下降。

所以随等温转变温度升高，ADI的抗拉强度、硬度下降，而塑性和韧性上升。

2.等温淬火时间对ADI组织和性能的影响等温时间决定过冷奥氏体转变程度和最终组织,从而对机械性能产生重要影响。

如果等温时间较短，只有少量过冷奥氏体转变为针状铁素体，在针状铁素体周围的奥氏体中的可能会因为扩散了较多的碳而能稳定至室温，但在离铁素体较远的奥氏体中，因为扩散不充分，含碳量不足以使其稳定，从而冷却至室温时转变成马氏体，组织中淬火马氏体数量偏多，故在宏观性能上表现为硬度高而冲击韧度低。

实验图表中，在5min～20min内硬度较高，就是这个原因。

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

等温淬火球墨铸铁_ADI_现状及发展前景_曾艺成

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本栏目主持：曾艺成 ]RO)YU%^674G)(_
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奥一贝球铁，即等温淬火球铁（文简称英
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到越来越多的应用，用来制造曲轴、齿轮、齿轮架、钢板弹簧支架、支撑座、衬套、发动机固定支架、连杆、缸体、风镐机头、万向连轴节、闸瓦、火车斜楔、销套、磨耗板、汽车轮毂等要求高强度、耐冲击、耐磨和有疲劳性能要求的零件。
械、铁路（车）机、农业机械、闸门工程等领域得
收稿日期：２１０－２０卜９２
二阶段，铸铁快速淬入２９－９３￣３９℃温度范围的介－
１Ａ先，贝铸铁在８０９０℃温度范围内进行充分的奥氏体５￣５化。充分的奥氏体化是指铸铁组织全部都转变成
ＦＣＣ（心立方体）并含饱和碳量的奥氏体。第面
年代开发的一种具有较高性价比的新型工程材料。它具有高强度、高伸长率、高冲击值的良好
综合力学性能，＞１００ＭＰ、＝３０ａ％～１％、ＯＫ０１０Ｊｃ、盯ｌ６￣４０ＭＰ。它明显＝３～５／ｍ一＝３００ａ优于铁素体球铁和珠光体球铁、贝氏体球铁以及
等温淬火球铁的等温转变过程及Ａ备Ｄ设Ｉ
王蕾，吴光英（．南京航空航天大学材料科学与技术学院，江苏南京２０１；１１０６２．南京光英炉业有限公司，江苏南京２１３）１１５
摘要：分析了等温淬火球铁（Ｄ）等温转变过程及影响因素，介绍了奥一ＡＩ贝球铁等温淬火设
（．ｌｇｆｔｒｌｃｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ａｊｇＵｉｒｉｆｅｏａｔｓａｄＡｔｎｕｉ１ＣｏｌｅｏｅｉｉｃｎｅｈｏｏｙＮｎｉｎｖｓｙＡｒｎｕｉｎｓｒａｔｓｅＭａａＳｅｎｅｔｏｃｏｃＮｎｉ１０，Ｊｎｓ，ｈｎ；．ａｊｇＧｕｎｙｎｔｖｏａｙａｊｇ２１ｎ０６ｉｇｕＣｉ２ＮｎｎａｇｉｇＳｏｅＣｍｐｎ，ａａｉＮｎｉ１５Ｊｎｓ，ｈｎ）ａｊｇ２，ｉｇｕＣｉｎ１３ａ１ａ
ａｄｂｘｔｐｎｏｙｅｗｅｅｉｔｄｃｄａｄｔｅＡＤＩｒｄｃｉｎｌｅｔｏｅａｄａｒａｒｎｒｕｅ，ｎｈｏｐｏｕｔｏｉｓａｈｍｎｂｏｄｗｅｅｃｍｐｒｄｎｒｏａｅ．
Ｋｅｒｓａｓｅｅｅｕｔｅｉｏ；ｓｔｅａａｓｏａｉｎｃｎｉｕｕｒｄｃｉｎｌｅｙｗｏｄ：ｕｔｍｐｒｄｄｃｉｎｉｏｈｒｌｒｎｆｒｔ；ｏｔｏｓｐｏｕｔｎｌｒｍｔｍｏｎｏｉ
备，包括推杆式、立式、箱式等温淬火连续生产线，并对国内外等温淬火生产线进行了对比。关键词：等温淬火球铁；等温转变过程；连续生产线
中图分类号：Ｔ２５Ｇ５文献标识码：Ｂ文章编号：１７－３０（０２１０２－５６３３２２１）０－０９０
Ａｂｔａｔｈｓｔｅｍａｒｎｆｒａｉｎｏｕｔｍｐｒｄｄｃｉｏｎａｎｉｆｅｃａｔｒｒｓｒｃ：Ｔｅｉｏｈｒｌａｓｏｍｔｆａｓｅｅｅｕｔｅｉｎａｄｍｉｌｎｅｆｃｏｓｗｅｅｔｏｌｒｎｕｄｓｒｅ．ｈｕｔｍｐｒｄｄｃｉｏｏｔｕｕｒｄｃｉｎｌｅ，ｎｌｄｎｕｈｒｙｅｖｒｃｌｙｅｅｃｉｄＴｅａｓｅｅｅｕｔｅｉｎｃｎｉｏｓｏｕｔｎｓｉｃｕｉｇｐｓｅｐ，ｅｔａｐｂｌｒｎｐｏｉｔｉｔ
ＩｏｈｅｍａａｆｍａｉｓｔｒｌＴｒｎｓｏｒｔｏｎｏｆＡｕｓｅｍｐｅｒｃｉｒｎｄｔｅｄＤｕｔｌＩｏｎａｅ
ＡＤＩｎｉｕｓＰｒｄｃｉｎＬｎＣｏｔｎｏｕｏｕｔｉｅｏ
ＷａｇＬｉＷｕＧｕｎｙｎｎｅ’ ，ａｇｉｇ
调质处理的球铁，特别是其具有的高弯曲疲劳强
度和耐磨性ｉ。ｔ】奥一球铁热处理后有很好的综合性能。与贝
同等韧度的普通球墨铸铁相比，其强度提高一倍，与合金钢相当；但其弹性模量低２％（０减少接触应力），且减震性、减摩抗磨性更佳。美国科学家ＪｈｅｕｈｏｎＫｏｇ认为ＡＩＤ是材料中的高科技产品。ＤＩＡ取代原球墨铸铁件、铸钢件、锻钢焊接件和某些铝合金件，在载重汽车、小轿车、柴油机、建筑机