等温淬火温度对cadi组织与力学性能的影响
等温淬火工艺对高铬铸铁组织与性能的影响
Ｍａｙ２００７ＶＯＩ．５６ＮＯ．５垂篙帅煮等温淬火工艺对高铬铸铁组织与性能的影响杨长华１，高甲生１，一，侯清宇１，费昭鹤３（１．安徽工业大学材料科学与工程学院，安徽马鞍山２４３００２；２．安徽ｘ－＆ｚｋ学管理科学与工程学院，安徽马鞍山２４３００２；３．安徽省安工机械制造有限公司，安徽马鞍山２４３００２）摘要：通过与常规淬火与回火热处理工艺比较，研究了不同等温淬火热处理工艺对高铬耐磨铸铁的组织与性能的影响，等温淬火热处理工艺可以获得下贝氏体和马氏体为基体的组织，既提高铸铁的冲击韧性，又显著提高冲击磨损性。
在３２０℃等温淬火１．５ｈ可获得较理想的材料冲击韧性和耐磨性。
关键词：等温淬火；下贝氏体；冲击韧性；冲击磨粒磨损中图分类号：ＴＧｌ４３．９文献标识码：Ａ文章编号：１００１—４９７７（２００７）０５—０４７３—０４ＥｆｆｅｃｔｏｆＡｕｓｔｅｍｐｅｒｉｎｇｏｎｔｈｅＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＨｉｇｈＣｈｒｏｍｉｕｍＣａｓｔＩｒｏｎＹＡＮＧＣｈａｎｇ．ｈｕａｌ，ＧＡＯＪｉａ．ｓｈｅｎ９１，２ＨＯＵＱｉｎｇ－ｙｕｌ。
ＦＥＩＺｈａｏ・ｈｅ３（１。
ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａ。
ａｎｓｈａｎ２４３００２，Ａｎｈｕｉ．Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＡｎｈｕｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍａ。
ａｎｓｈａｎ２４３００２，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ；３。
ＡｎｇｏｎｇＭａｃｈｉｎｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅＬｉｍｉｔｅｄＣｏｍｐａｎｙ，Ｍａ’ａｎｓｈａｎ２４３００２，Ａｎｈｕｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｑｕｅｎｃｈｉｎｇａｎｄｔｅｍｐｅｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆａｕｓｔｅｍｐｅｒｉｎｇｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｈｉｇｈｃｈｒｏｍｉｕｍｗｈｉｔｅｃａｓｔｉｒｏｎｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ．ａｕｓｔｅｍｐｅｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｈａｓｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｅｍａｔｒｉｘｗｉｔｈＩｏｗｅｒｂａｉｎｉｔｅａｎｄｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｔ．ｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｎｏｔｏｎｌｙｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓｂｕｔａｌｓｏｉｍｐａｃｔｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ａｕｓｔｅｍｐｅｒｉｎｇａｔ３２０℃ｆｏｒ１．５ｈｉｓａｎｏｐｔｉｍａｌｐａｒａｍｅｔｅｒ．Ｋｅｙｗｅｒｄｓ：ａｕｓｔｅｍｐｅｒｉｎｇ；ｌｏｗｅｒｂａｉｎｉｔｅ；ｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓ；ｉｍｐａｃｔｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ高铬铸铁作为一种优良的抗磨材料，在国内外得到了广泛的应用。
热处理温度对钢组织性能影响
不同温度正火对中碳低合金钢显微组织和力学性能的影响摘要：不同温度下正火可以改变材料的显微组织和力学性能。
利用维氏硬度计，扫描电子显微镜（SEM），万能试验机等设备来分析不同正火温度对中碳低合金钢的组织及力学性能的影响是非常必要的。
通过试验分许可知，随着正火温度的升高，显微组织晶粒略有长大，但珠光体组织显著的由条状转变为团块状。
正火材料的显微组织均由珠光体和铁素体构成；随着正火温度的升高，材料抗拉强度呈单调增加趋势，尤其是正火温度由810℃上升到840℃，抗拉强度发生急剧变化。
这归因于材料中的珠光体团有足够的时间由条状转换为团块状。
随着正火温度的升高，尽管冲击韧性具有一定的波动，但总体呈增加趋势；当正火温度为840℃，奥氏体化时间为30min,可获得性能良好的K55钢，组织由珠光体和铁素体构成，0℃时冲击吸收功大于104J，抗拉强度为718Mpa, 满足API SPEC 5CT标准对K55钢级别性能的要求。
关键词：显微组织；正火处理；断口；拉伸性能；冲击韧性The effect of different normalizing temperature on microstructure and mechanics properties of medium carbon low-alloyAbstract: Different normalizing temperature leads to many changes on the microstructure and mechanical properties of metallic material. It is necessary to analyze what are the effects of different normalizing temperature on microstructure and mechanics properties of medium carbon low-alloy by Vickers hardness tester, Scanning electron microscope(SEM) and universal testing machine .It is Clearly known that as normalizing temperature increases, the size of the microstructure crystallite slightly grow up, at the same time，the shape of pearlite changes from strip-type to round state significantly . Normalizing material microstructure is constitute of pearlite and ferrite; The tensile strength of specimen is increasing from beginning to end, especially the tensile strength increases sharply while the normalizing temperature rise from 810℃ to 840 ℃. It is attributed to the pearlite having enough time to grow up and change from strip-type to round state. However，the overall trend of impact toughness is increasing with the normalizing temperature rising except a little fluctuations ; when normalizing temperature is 840 ℃, and the time of austenization as long as 30min, it can obtain the steel K55 with the good mechanics properties，it is constitute of ferrite and pearlite , the value of impact energy is greater than 104J at 0 ℃ impact testing , its tensile strength is 718 Mpa which meets the property requirements for API SPEC 5CT of K55 steel .Key word：microstructure；normalizing treatment；fracture surface；tensile property ；impact toughness目录1 绪论 (1)1.1 套管钻井的概述 (1)1.1.1 套管钻井技术的简介 (1)1.1.2 套管钻井的优点 (1)1.1.3 国外套管钻井技术的发展及应用 (2)1.1.4 国内套管钻井技术发展及应用 (3)1.2 热处理工艺 (5)1.2.1 热处理基本概念 (5)1.2.2 回火的种类及应用 (5)1.2.3 回火的目的 (6)1.2.4 退火的类型及作用 (6)1.2.5 正火 (7)1.2.6 退火和正火的区别及选择 (8)1.3 本论文研究的意义 (8)2 试验设备和方法 (10)2.1 试验材料 (10)2.2 试验设备 (10)2.2.1 箱式电阻炉 (10)2.2.2 维氏硬度计 (10)2.2.3 金相显微镜 (11)2.2.4 扫描电镜 (11)2.2.5 万能试验机 (12)2.2.6 冲击试验机 (13)2.3 试验方法 (13)2.3.1 热处理工艺 (13)2.3.2 维氏硬度试验 (14)2.3.3 金相试验 (16)2.3.4 材料成分分析 (17)2.3.5 拉伸试验 (18)2.3.6 冲击试验 (20)3 试验数据及结果分析 (22)3.1 显微组织分析 (22)3.2 拉伸性能分析 (24)3.3 冲击性能分析 (25)3.4 断口形貌分析 (27)3.4.1 拉伸断口形貌分析 (27)3.4.2 冲击断口形貌分析 (28)4 结论 (30)参考文献 (31)致谢.......................................................................................................... 错误！未定义书签。
淬火温度对20Cr13钢组织与性能的影响
１ ． ２试验 设备 、 试 验 方法 ： １ ５ ０ Ｋ Ｗ 井式 淬火 炉 ， １ ２ ０ Ｋ Ｗ井 式
回火 炉 、 室 温拉 伸依 据标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ２ ８ ． １ － ２ ０ １ ０ ￣ 金 属材 料 室温 拉 是一个 受扩 散控制 的发生在 晶界 的可逆过 程 ， 即溶 质原子在 晶 伸试验 方 法 ， 在Ｒ Ｓ Ａ ２ ５ ０ 拉伸 试验 机上 进行 室温 拉 伸试验 （ 结 界偏聚 与消失或 脆性相沿 晶届析 出或 回溶 。那 么 引起偏聚 的 果取３ 个试验 的平均值 ） ； 采用夏 比 ｕ型标 准 （ Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ２ ９ ＂ ２ ０ ０ ７ （ （ 金 现象 必然是 有害杂 质元素 ， 下 面从 晶粒 学和 力学 角度看看其 脆 属材料 一 夏 比摆 锤冲 击试验 方法 ） 试样， 在Ｊ ＷＢ 一 ３ ０ ０型冲 击试 性本 质 ：
Ａ 、 是一种 晶界脆化 ， 导致沿 晶界脆断 。
Ｂ、 脆化发生在一 定的温度范 围之 内。 Ｃ、 脆化程 度随脆化 时 间延长 而增加 ， 脆 化速 度随 回火温 度 Ｄ、 脆化 过程具有可 逆性 。 从 以上 四个主要 现象看 ， 第 二类 回火脆性 的脆化 过程必 然
ＧＢ ／ Ｔ ２ ０ ８ ７ ８ － ２ ０ ０ ７ 不 锈钢 和耐 热钢 牌号 及化 学成分 国家 标准 要 下 降而减 慢 。最大 脆化程度 则因温度下 降而升 高 。
第二类 回火脆性 的产生 ， 从 而保 证 了２ ０ Ｃｒ １ ３ 组 织与性 能的综合 ６ ８ ０ ％ｘ ４ ． ５ ｈ空冷所 得 的金相组 织 晶粒 度更 细小 ， 沿晶界 析 出的 改善 。 关键词 ： 杂质偏 聚； 低 温回 火脆性 ； 冲击韧 性
碳化物及夹 渣更少 。
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。
adi等温淬火球墨铸铁力学
adi等温淬火球墨铸铁力学摘要：一、adi 等温淬火球墨铸铁的概述二、adi 等温淬火球墨铸铁的力学性能三、adi 等温淬火球墨铸铁的应用领域四、我国在adi 等温淬火球墨铸铁的研究现状及展望正文：adi 等温淬火球墨铸铁是一种高强度、高韧性的铸铁材料，广泛应用于各种工程结构件和耐磨零件的制造。
本文将对adi 等温淬火球墨铸铁的力学性能及其应用领域进行详细介绍，并分析我国在此领域的研究现状及展望。
一、adi 等温淬火球墨铸铁的概述adi 等温淬火球墨铸铁是一种经过等温淬火处理的球墨铸铁，具有较高的强度和韧性。
等温淬火是指在一定温度下保温一段时间，使铸铁组织发生相应的相变，从而提高其力学性能。
adi 等温淬火球墨铸铁的主要特点是：碳当量较低，铸态组织为铁素体基体，经过等温淬火处理后，组织中保留了大量球状石墨。
二、adi 等温淬火球墨铸铁的力学性能1.强度：adi 等温淬火球墨铸铁的抗拉强度一般在1000-1200MPa 之间，抗弯强度在700-900MPa 之间，具有较高的强度水平。
2.韧性：adi 等温淬火球墨铸铁的冲击韧性强，通常在-20℃以下仍然具有良好的韧性，因此适用于寒冷环境下的工程应用。
3.硬度：经过等温淬火处理后，adi 等温淬火球墨铸铁的硬度一般在HRC40-50 之间，具有较好的耐磨性。
三、adi 等温淬火球墨铸铁的应用领域adi 等温淬火球墨铸铁因其优异的力学性能，在许多领域都有广泛的应用，如：1.汽车行业：用于制造发动机零件、齿轮、壳体等高强度、高韧性零件。
2.矿山机械：用于制造颚式破碎机、圆锥破碎机等耐磨零件。
3.工程机械：用于制造履带板、驱动轮、支重轮等高强度、高韧性零件。
4.石油化工：用于制造高压管道、阀门、泵体等抗磨损、抗腐蚀零件。
四、我国在adi 等温淬火球墨铸铁的研究现状及展望我国在adi 等温淬火球墨铸铁的研究方面已取得一定的成果，但在某些方面与国际先进水平还存在一定差距。
奥氏体化温度对ZG30MnCrSi等温淬火组织与性能的影响
奥氏体化温度对ZG30MnCr Si 等温淬火组织与性能的影响刘向东1 ,张国军2 ,车广东1 ,闫淑芳1 ,李进福1(1 .内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古呼和浩特010051 ; 2 . 呼和浩特铁路局集宁工务段铸造厂,内蒙古集宁012000)摘要:等温淬火是提高奥氏体2贝氏体钢性能的重要手段,选择合理的奥氏体化温度对提高奥氏体2贝氏体钢性能具有重要意义。
本文通过试验测定了Z G30M n Cr S i 的相变临界温度Ac3 ,在此基础上研究了不同奥氏体化温度对Z G30M n Cr S i 淬火后硬度和冲击韧度的影响。
结果表明,在880～940 ℃范围内进行奥氏体化,并在300 ℃×45 min 等温淬火后, Z G30 M nCr Si 的硬度随温度升高而明显下降;而冲击韧度随奥氏体化温度升高而明显增大,但温度超过920 ℃时,冲击韧度改善不明显,兼顾冲击韧度与耐磨性, Z G30 M nCr S i 适宜的奥氏体化温度范围为900～920 ℃。
中图分类号: T G156 . 3 文献标识码: A 文章编号:100028365 ( 2007) 0620804204Ef f e c t s of A u s t e ni t i z i n g Te m p e r a t u r e o n P r o p e r t i e s a n d Mi c r o s t r u c t u r e sof Z G30M n C r S i Is o t h e r m a l Q u e n c h e dL IU Xiang2dong1 , ZH A NG G uo2jun2 , C HE G uang2dong1 , YA N Shu2fang1 , L I Jin2f u1( 1 . School of Mater i al Sc i ence an d T echnology , I nner Mongol i a U n i v ersity of T echnology , H uhhot 010051 , China ;2 .F oun d ry F actory of Ji’n i ng Ma i ntenance an d Reparation Depart m ent of Ra il w ay Mac hine , H uhhot Ra i l w ay Admin i strat i on , Ji’n i ng 012000 , China)A b s t r a c t : Isot h e r mal que nc h ing tre atme n t i s o ne of eff e ctive met ho d s to imp ro ve p rop e rtie s of a ust e nitic2bainitic st e el.I t i s ve r y imp o rt a n t fo r st e el a ust e nitiz e d to define t he co rr e c t a ust e nitizing t e mp e r ature a n d time by e xp e r ime nt . I t ha s a n in flue nc e o n p rop e r tie s of aust e n itic2bainitic st e el . In t hi s wo r k , t he p ha se tr a nsfo r ma tio n c ritic a l t e mp e r ature Ac3 w a s t e st e d by t he r mal simula tio n a pp a r atus , t yp e G l e e ble21500 a nd t he eff e ct s of a u st e nitizing t e mp e r ature a n d time o n t he ha r d n e s s a nd imp a c t to ughne s s of i s ot he r mal que nc he d Z G30 SiMnCr w e r e inve stiga t e d.The r e sult s s ho w t hat t he h a r dne s s of Z G30 SiMnCr a u s t e nitiz e d at t he t e mp e r a t ur e s f o rm 880 ℃to 940 ℃a nd i s o the r mal que nche d at 300 ℃fo r 45 min de cre a se s o bvio usly wit h t he t e mp e rature . I t s imp a ct to u ghne s s inc r e a s e s notic e a bly wit h t he t e mp e r ature a n d do e s not va r y r e ma r ka bly o nc e t he t e mp e r ature e xc e s s920 ℃. Aco rr e c t a ust e nitizing t e mp e r ature ra nge fo r t he allo y Z G30MnCr Si i s f ro m 900 ℃to 920 ℃so t hat a goo d co mp r e he nsive p rop e rt y co mbine d high ha r dne s s a nd imp a ct to ughne s s c a n be a bt a ine d .K e y w o r d s :Aust e n itizing t e mp e r ature ; I sot h e r mal que nching ; ZG30MnCr Si低合金钢经等温淬火后可获得奥氏体2贝氏体双相组织,其硬度一般为43～48 H RC ,冲击韧度αk 可达到35～38 J / c m2 , 具有较好的冲击韧度和耐磨性, 适用于冲击载荷及接触应力不太大的工况下。
ADI球铁介绍成分性能
ADI及CADI介绍等温淬火球墨铸铁（Austempered Ductile Iron，简称ADI），是近四十年来发展起来的新一代球墨铸铁材料，被誉为“材料领域的高科技”。
它是通过将一定成分的球墨铸铁经过等温淬火后获得的以贝氏体型铁素体和富碳奥氏体为基体的高附加值铸件产品。
其具有优良的综合力学性能：（1）高强度、高韧性：根据美国ADI标准（ASTMA897/897M-06），ADI的σb可达到750~1600Mpa，而延伸率可达11%以上。
与普通球墨铸铁相比，在相同延伸率的情况下，ADI 的σb约为普通球墨铸铁的2倍；而在相同的σb的情况下，ADI 的δ约为普通球墨铸铁的2倍以上。
（2）轻量化 ADI的密度为7.1g/cm3，而钢的密度为7.8g/cm3。
这就意味着对于同一体积的零件，与钢件相比，ADI的重量要轻10%左右。
（3）噪音低 ADI中存在的石墨球具有很强的吸音性能，同时ADI的弹性模量（E=1700Mpa）比钢的弹性模量（E=2100Mpa）低约20%，具有好的吸震性。
（4）耐磨性好 ADI中存在大量的石墨球，具有较好的润滑作用，能降低摩擦系数和运转温度。
同时基体中存在的大量残余奥氏体，其中部分由于外力作用会转变为稳晶或微晶马氏体，提高了材料的表面硬度，导致ADI的中晚期寿命较高。
（5）价格成本低增进部件的强度，使它更加坚韧、更加轻巧以及更加耐磨，这样就可以减少部件生产所需的材料数量。
使用更少的材料意味着部件的原材料成本更低。
另外，ADI和钢材、铝材、镁材以及其材料相比都是相当廉价的材料。
带碳化物的等温淬火球墨铸铁（Carbdic austempered ductile iron，简称CADI），是在ADI的基础上加入一部分碳化物形成元素，如铬等，从而获得一部分碳化物，使得其在具有较高韧性的同时还具有较高的耐磨性。
ADI标准ADI化学成分推荐范围。
等温淬火工艺对50CrMnVA钢组织和性能的影响
摘要：研究了880℃加热奥氏体化、300℃等温停留45min 的等温淬火工艺对50CrMnVA 钢显微组织、力学性能及疲劳性能的影响。
结果表明，50CrMnVA 钢等温淬火后显微组织为下贝氏体+马氏体+残余奥氏体的复相组织，材料可获得高强度、高塑性和高韧性的综合力学性能，以及优良的疲劳性能。
关键词：等温淬火下贝氏体抗拉强度断裂韧性疲劳性能中图分类号：TG142.1文献标识码：BDOI ：10.19710/ki.1003-8817.20180259等温淬火工艺对50CrMnVA 钢组织和性能的影响张炜高东宏潘艳春陈清（中国第一汽车集团有限公司研发总院，长春130011）作者简介：张炜（1986—），男，工程师，学士学位，研究方向为金属材料和制造工艺的开发及应用技术。
1前言随着汽车向轻量化、低成本和高可靠性的方向发展，汽车零件的设计应力在不断提高，相应地，对材料性能的要求也越来越高，尤其是材料的强韧性。
近几年研究者致力于解决材料的强韧性问题，希望材料在获得高强度的同时具有高的韧性，以充分挖掘材料的使用潜力，如复合微合金化、改进热处理工艺及超细化奥氏体晶粒等均为提高材料强韧性的重要途径。
等温淬火是指将零件加热奥氏体化后，以大于临界冷却速度的冷速快速冷却到Ms 点以上的贝氏体转变区等温停留一段时间，使过冷奥氏体全部或部分转变为下贝氏体组织，再冷却至室温的一种热处理工艺，也称贝氏体等温淬火。
等温淬火后一般获得下贝氏体+残余奥氏体的混合组织，还可有少量的马氏体组织，该组织具有良好的综合力学性能，特别是高的强韧性[1]。
此外，等温淬火还可减少零件的变形和开裂倾向，降低对表面缺口的敏感性。
目前，世界各国对高速钢、工模具钢、合金结构钢、弹簧钢、轴承钢及球墨铸铁等进行了大量的等温淬火试验研究工作，并已在小型弹簧、冷冲模具、轴承、精密齿轮及支架等零件中实现了具体应用，取得了轻量化、降成本及提高可靠性的良好效果[2]。
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从图２和图３中可以看出， ＣＡＤＩ的铸态组织是由珠 光体、碳化物和石墨球组成。等温淬火处理后的组织 为贝氏体、残余奥氏体和碳化物。试样在加热过程中， 珠光体先转变成为奥氏体， 淬入等温盐浴中后， 起初 奥 氏 体 没 有 发 生 变 化 （ 反 应） 。 经 过 一 个 短 暂 的 孕 育
３ 结论
（ １） 等温淬火温度对ＣＡＤＩ基体组织影响很大， 随 着等温温度的升高， 其基体组织形态贝氏体针逐渐变 粗， 贝氏体针也随等温淬火温度的升高而变大。
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ＦＯＵＮＤＲＹ
Ｍａ ｒ． ２００８ Ｖｏｌ．５７ Ｎｏ．３
Ｃ ３．６￣３．８
Ｓｉ ２．１￣２．４
Ｍｎ ０．３￣０．５
表１ ＣＡＤＩ的化学成分
Ｔａｂｌｅ１ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ＣＡＤＩ
Ｐ
Ｓ
Ｃｒ
Ｍｏ
＜０．０４
＜０．０３
０．７￣１．０
０．３￣０．５
Ｎｂ ０．１￣０．３
Ｔｉａ ｎｊｉｎ ３００１３２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓ ｔｒａ ｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａ ｐｅ ｒ ｐｒｅ ｓ ｅ ｎｔｓ ｓ ｏｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅ ｓ ｕｌｔｓ ｏｂｔａ ｉｎｅ ｄ ｆｒｏｍ ａ ｎ ｉｎｖｅ ｓ ｔｉｇａ ｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｅ ｆｆｅ ｃｔ ｏｆ ａ ｕｓ ｔｅ ｍｐｅ ｒｉｎｇ ｔｅ ｍｐｅ ｒａ ｔｕｒｅ ｏｎ ｍｉｃｒｏｓ ｔｒｕｃｔｕｒｅ ， ｈａ ｒｄｎｅ ｓ ｓ ａ ｎｄ ｉｍｐａ ｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅ ｓ ｓ ｏｆ Ｃａ ｒｂｉｄｉｃ Ａｕｓ ｔｅ ｍｐｅ ｒｅ ｄ Ｄｕｃｔｉｌｅ Ｉｒｏｎ （ ＣＡＤＩ） ． Ｔｈｅ ｅ ｘｐｅ ｒｉｍｅ ｎｔａ ｌ ｒｅ ｓ ｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａ ｔｅ ｄ ｔｈａ ｔ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓ ｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＣＡＤＩ ｃｏｎｓ ｉｓ ｔｓ ｏｆ ｂａ ｉｎｉｔｅ ， ｒｅ ｔａ ｉｎｅ ｄ ａ ｕｓ ｔｅ ｎｉｔｅ ａ ｎｄ ｃａ ｒｂｉｄｅ ｓ ｗｉｔｈ ｎｏｄｕｌａ ｒ ｇｒａ ｐｈｉｔｅ ｄｉｓ ｐｅ ｒｓ ｅ ｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍａ ｔｒｉｘ． Ｉｎ ｔｈｅ ｔｅ ｍｐｅ ｒａ ｔｕｒｅ ｒａ ｎｇｅ ｆｒｏｍ ２３０ ℃ ｔｏ ２９０ ℃ ， ｔｈｅ ｈａ ｒｄｎｅ ｓ ｓ ｔｅ ｎｄｓ ｔｏ ｄｅ ｃｒｅ ａ ｓ ｅ ａ ｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐａ ｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅ ｓ ｓ ｉｎｃｒｅ ａ ｓ ｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅ ａ ｓ ｉｎｇ ｏｆ ａ ｕｓ ｔｅ ｍｐｅ ｒｉｎｇ ｔｅ ｍｐｅ ｒａ ｔｕｒｅ ， ａ ｎｄ ｔｈｅ ｂａ ｉｎｉｔｅ ｎｅ ｅ ｄｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓ ｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｇｅ ｔｔｉｎｇ ｅ ｘｃｅ ｓ ｓ ｇｒａ ｄｕａ ｌｌｙ． Ｋｅ ｙ ｗｏｒｄｓ ： ｄｕｃｔｉｌｅ ｉｒｏｎ； ａ ｕｓ ｔｅ ｍｐｅ ｒｉｎｇ； ｃａ ｒｂｉｄｅ ｓ ； ｍｉｃｒｏｓ ｔｒｕｃｔｕｒｅ ； ｈａ ｒｄｎｅ ｓ ｓ ； ｉｍｐａ ｃｔ ｔｏｕｇｈｎｅ ｓ ｓ
硬度和冲击韧性的影响。试验结果表明： 等温淬火后的组织为贝氏体、残余奥氏体和碳化物。在等温温度范围内 （ ２３０￣２９０ ℃） ， 硬度随着等温淬火 温 度 的 升 高 呈 现 逐 渐 下 降 的 趋 势 ， 而 冲 击 韧 性 则 逐 渐 升 高 ； 显 微 组 织 中 的 贝 氏 体 针 逐渐变粗。
铸造
高颂等： 等温淬火温度对ＣＡＤＩ组织与力学性能的影响
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减少， 大多数的贝氏体针已经变的较粗， 贝氏体针的 长度也有所增加。在等温淬火温度升高的过程中晶粒
也 逐 渐 增 大 。 因 此ＣＡＤＩ的 硬 度 随 着 等 温 淬 火 温 度 的 升 高而逐渐降低。
２．３ 等温淬火温度对ＣＡＤＩ冲击韧性的影响 等 温 淬 火 温 度 对ＣＡＤＩ冲 击 韧 性 的 影 响 变 化 趋 势 如
图６所示。
从图６中可以看出， 在奥氏体化温度和奥氏体化时 间相同的条件下， 随着等温淬火温度的升高， ＣＡＤＩ的 冲击韧性逐渐增大。图７为经过不同等温淬火温度处理 后冲击试样断口的扫描照片。
对比冲击试样的断口扫描照片可以看出： 等温淬 火温度对断口形貌中韧窝和解理面的数量影响很大。 当等温淬火温度较低时， 断口形貌中大部分为解理面， 韧窝数量很少。随着等温淬火温度的升高， 韧窝数量 逐渐增加， 而解理面逐渐减少。当等温淬火温度达到 ２９０ ℃时， 韧窝数量达到最多， 解理面最少。
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等温淬火温度对ＣＡＤＩ组织与力学性能的影响
高 颂， 刘金海， 李国禄， 徐 卓， 朱 晨 （ 河北工业大学材料学院成形系， 天津 ３００１３２）
摘要： 研究了等温淬火温度对含碳化物的等温淬火球墨铸铁 （ Ｃａｒｂｉｄｉｃ Ａｕｓｔｅｍｐｅｒｅｄ Ｄｕｃｔｉｌｅ Ｉｒｏｎ， 简称ＣＡＤＩ） 的组织 、
从图４中可以看出， 在奥氏体化温度和奥氏体化时 间相同的条件下， 随着等温淬火温度的升高， 硬度值有 所下降。不同等温淬火温度下的显微组织如图５所示。
从图５中可以看出： 等温淬火温度较低时， 组织为 针状的贝氏体和少量马氏体的混合基体， 而且晶粒比 较细小。随着等温淬火温度的升高， 基体中的马氏体 量减少直至消失， 残余奥氏体的量逐渐增多； 当等温 淬火温 度达到２７０ ℃后， 其 中 一 部 分 贝 氏 体 针 变 粗 变 长 ； 当等温淬火温度 达 到２９０ ℃时 ， 针 状 铁 素 体 继 续
影 响ＣＡＤＩ冲 击 韧 性 的 因 素 与 基 体 组 织 也 有 很 大 的 关系。当等温淬火温度较低时， 奥氏体一部分转变成为 针状铁素体， 还有一部分转变成为了马氏体， 残余奥氏
体的量很少。随着等温淬火温度的升高， Ｃ曲线左移， 转变速度加快， 基体组织中本来较细的贝氏体针变粗， 贝氏体针的长度也逐渐增加； 碳的扩散速度也随等温淬 火温度的升高而加快， 等温淬火温度升高， 增加了空位 浓度， 降低了碳原子的扩散势垒， 碳原子的扩散系数和 扩散激活能增大， 扩散能力增强， 有利于获得更加均 匀、含碳量更高的奥氏体。这就使富碳奥氏体的形成更 加容易， 也使得残余奥氏体的量有所增加。因此， ＣＡＤＩ的冲击韧性随着等温淬火温度的升高而逐渐增大。
采用水玻璃砂造型， 浇注Ｙ型试块， 其具体尺寸 如 图１所 示 。从Ｙ型 试 块 上 截 取１０ ｍｍ×１０ ｍｍ×５５ ｍｍ 冲击试块。
经测定， 本试验所选试样材质的完全奥氏体化温 度为８６２ ℃， Ｍｓ点 为１９０ ℃， 为 保 证 试 样 能 够 完 全 奥 氏体化以及在等温淬火时不会出现马氏体， 本次试验 的热 处理工艺是奥氏体化 温 度 为９００ ℃， 奥 氏 体 化 时 间为１．５ ｈ， 等温淬火温度为２３０￣２９０ ℃， 等温淬火时间
球铁在等温转变的过程中形成的贝氏体没有碳化 物的析出， 因此这种贝氏体与传统意义上的贝氏体有 所不同， 这种无碳化物析出的贝氏体与富碳、热力学 与力学上都稳定的奥氏体组成了一种混合组织， 经过 多 年 的 研 究 和 认 识 ， 美 国 材 料 实 验 学 会 （ ＡＳＴＭ） 已 经将这种特有的混和 组织正式命名为Ａｕｓｆｅｒｒｉｔｅ［３－４］。但 国内有专家认为， 在许多文献资料手册和标准中， 贝 氏体组织名称和以其命名的球铁已被广泛应用， 目前 各国对等温淬火球墨铸铁组织命名也并不统一。所以 我国暂不必统一改称“Ａｕｓｆｅｒｒｉｔｅ”， 避免造成使用上的 不 方 便 和 习 惯 上 的 混 乱［５］。 ２．２ 等温淬火温度对ＣＡＤＩ硬度的影响
期， 针状铁素体在奥氏体中形成并生长。随着针状铁 素体的生长， 所排出的碳向奥氏体扩散， 从而增加了 奥氏体的含碳量［２］。随着等温时间的延长， 针状铁素体 的长大， 奥氏体中的含碳量逐渐增加。当奥氏体的含 碳量较低时， 奥氏体在室温时稳定， 但在力学上不稳 定， 在受力时奥氏体会转变成为马氏体。当奥氏体的 含 碳 量 达 到１．８％￣２．２％时 ， 奥 氏 体 不 但 在 热 力 学 上 是 稳定的， 在力学上也是稳定的。此时的奥氏体在受力 时也不会转变成为马氏体。这种富碳的奥氏体有两种 形态， 一种是存在于针状铁素体之间的块状奥氏体， 一种是存在于铁素体片之间的条状奥氏体。
为１．０ ｈ。试块在箱式 电 阻 炉 中 加 热 到 奥 氏 体 化 温 度 保
温， 装炉时埋碳处理防止试样表面的脱碳与氧化； 保温
收稿日期： ２００７－ ０９－ ２９收到初稿， ２００７－ １０－ ２３收到修订稿。
作者简介： 高颂 （ １９８２－） ， 男， 河北任丘人， 研究生， 主要从事高强度铸造合金方面的研究。Ｅ－ｍａｉｌ： ｇａｏｓｏｎｇ＿８２＠１２６．ｃｏｍ
Ｍｅ ｃｈａ ｎｉｃａ ｌ Ｐ ｒｏｐｅ ｒｔｉｅ ｓ ｏｆ ＣＡＤＩ
ＧＡＯ Ｓ ｏｎｇ， ＬＩＵ Ｊ ｉｎ－ｈａ ｉ， ＬＩ Ｇｕｏ－ｌｕ， ＸＵ Ｚｈｕｏ， ＺＨＵ Ｃｈｅ ｎ （ Ｓ ｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａ ｔｅ ｒｉａ ｌｓ Ｓ ｃｉｅ ｎｃｅ ａ ｎｄ Ｅｎｇｉｎｅ ｅ ｒｉｎｇ， Ｈｅ ｂｅ ｉ Ｕｎｉｖｅ ｒｓ ｉｔｙ ｏｆ Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ，
关键词： 球墨铸铁； 等温淬火； 碳化物； 显微组织； 硬度； 冲击韧性 中图分类号： ＴＧ１６４．２ 文献标识码： Ａ 文章编号： １００１－ ４９７７ （ ２００８） ０３－ ０２７７－ ０３
Ｅｆｆｅ ｃｔ ｏｆ Ａｕｓ ｔｅ ｍｐｅ ｒｉｎｇ Ｔｅ ｍｐｅ ｒａ ｔｕｒｅ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｓ ｔｒｕｃｔｕｒｅ ａ ｎｄ
铸 铁 合 金 在 ３０ ｋｇ的 酸 性 中 频 感 应 电 炉 中 进 行 熔 炼， 每次熔炼３０ ｋｇ。出炉温度为１ ５００￣１ ５２０ ℃， 浇注 温度为１ ３７０￣１ ４００ ℃。球化剂选用ＦｅＳｉＭｇ６ＲＥ２， 采用 堤 坝 式 冲 入 法 进 行 球 化 处 理 ， 球 化 剂 加 入 量 为 １．７％。 孕育剂选用Ｓｉ－Ｂａ孕育 剂。采用包 内 孕 育 的 处 理 工 艺 ， 孕 育 剂 的 加 入 量 为０．６％。 球 铁 的 化 学 成 分 见 表１。