等温淬火球墨铸铁ADI才是名副其实的“人参铁”

txljh8

本溪铸造生铁等优质生铁被称作“人参铁”（国外有南非生铁），其实现在的高牌号的正火态QT800-6和QT900-6、等温淬火球墨铸铁ADI才是名副其实的“人参铁”。大有以铁代钢之势，很想大家就高性能球墨铸铁的铸造、正火、等温淬火、感应淬火等方面进行讨论。

追求卓越

dhzhou888 发表于 2011-10-12 10:32
无锡柴油机厂从1965年开始把等温淬火球铁（ADI）用于柴油机凸轮轴，随着柴油机的不断强化，新机型的增加，至 ...

我的经历与周工有相同的地方，我也生产过等温淬火曲轴，但做的不好：一是铸造球化级别及材质稳定性差，二是热处理冷却均匀没有得到保证，三是机加工，铣连杆颈专机精度差，给热后粗磨、精磨加工余量到2-3mm（椭圆），工人为赶产量，加大进磨量，因此产生大量的磨削裂纹（负责机加的不承认）。凸轮轴曾做过一段时间，初期也是有大量的裂纹，后来我采用调高工件转速，换磨削液、砂轮的方式解决了。但由于成本问题（铸造毛坯精度差），只干过一段时间。
ADI的关键：1、球铁质量：球化率及球化级别，石墨大小与数量，珠光体、铁素体数量比，至关重要！2、热处理质量：加热保温时间，淬火冷却速度与温度均匀性，很重要！3、热处理与机加工的配合，针对热处理变形问题。影响热处理变形的因素不只是热处理工艺本身，铸件的组织均匀性（如不同区域不同的球化级别等）。
ADI与20CrMnTi相比，耐磨性没有什么问题，抗拉强度相当，欠缺的是延伸率低一些。但ADI的缺口敏感性要好一些。
至于成本，如果是铸造、机加、热处理全部自己做的话，没有问题；如果几家联合，呵呵，前景不容乐观。几家都要赚钱，10%的利润率都不会满足。

dhzhou888

我参加了1987年3月10-12日在北京房山召开的全国第一届奥-贝球铁学术讨论会，附件是我写的通讯，发表在《金属热处理》1987年第6期。

ZX771

     前段时间对某外企产品齿轮部件进行材料分析时显现：其中的内齿圈就是采用等温淬火球墨铸铁ADI制造，属于以铁代钢实例，这样壳体与内齿圈一体化铸造加工，减少零件和配件数目，提高制造装配精度可谓一举多得。

wkee

力学性能怎么样？组织是什么组织。韧性如何？？

dhzhou888

普通碳钢和球墨铸铁有三点不同，其一，普通碳钢中不含石墨，球铁中有球状石墨。因此，无论何种热处理均不能改变钢基体组织中的含碳量，而球墨铸铁因为有球状石墨自由碳，基体组织中的含碳量可以改变。其二，普通碳钢中含有少量的硅，球铁中含有高得多的硅。其三，钢是单相组织凝固，球铁为共晶双相组织凝固。因此，球铁的微观偏析要比钢严重。球墨铸铁和普通碳钢的三点不同，造成了奥氏体等温转变反应过程的不同和组织变化的不同，并最终得到不同的微观组织。

ZX771

wkee 发表于 2011-10-9 17:45
力学性能怎么样？组织是什么组织。韧性如何？？

关于等温淬火球墨铸铁知识可以从《GB/T 24733-2009等温淬火球墨铸铁件》读取，其中的力学性能可以查看以下贴图：


该标准的全部内容在站内有下载地址：
http://www.rclbbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=80122

txljh8

普通碳钢和球墨铸铁有三点不同（同样合金钢与合金球墨铸铁/合金铸铁），其一，。。。其二，。。。。其三，。。。合金球墨铸铁/合金铸铁和合金钢的三点不同，造成了奥氏体等温转变反应过程的不同和组织变化的不同，并最终得到不同的微观组织，获得我们所需要的各种性能要求。
铸铁由于其成分、组织等得特殊性，决定了它几乎可以做到代替低碳钢、中碳钢、高碳钢（包括合金钢）等几乎所有的钢种，关键在于我们对其进行恰到火候地配料、熔炼、铸造、热处理，充分挖掘以发挥人参铁的潜力。

txljh8

          等温淬火球墨铸铁的优点
1.强度高、塑性好
在同等伸长率情况下，等温淬火球墨铸铁的抗拉强度是普通球墨铸铁的2倍；在同等强度的情况下，其伸长率是普通球墨铸铁的2倍以上。
2.质量轻
等温淬火球墨铸铁的密度为7.1t/m3，而钢的密度为7.8t/m3，由此，同等尺寸的零件它比钢轻10%左右。因此，它的比强度（每单位质量可提供的抗拉强度）大于锻钢和铝合金，这也有助于轻量化。
3.疲劳强度和断裂韧度与低合金钢相当
等温淬火球墨铸铁的弯曲疲劳强度与低合金钢相当；并且，经喷丸处理后，它的疲劳强度与淬火钢或氮化钢相当。此外，它的断裂韧性也可与低合金钢相当，在-40°C时仍能保持70%的室温断裂韧度。
4.减振性良好
等温淬火球墨铸铁含有石墨球，因而能迅速吸收振动，使机械振动趋向平稳，其减振性比钢好，这对降低齿轮传动时减少噪音有重要作用；特别是石墨有润滑功能，这对抗咬合磨损性能比钢要好。
5.生产成本比钢低
由于等温淬火球墨铸铁的大部分机械加工在等温淬火处理前完成，此时它的机械加工性能比钢要好，由此可提高功效和减少刀具消耗。它比锻钢更易于生产近无余量零件（球墨铸铁良好的铸造性），所以它的材料利用率高，减少能耗和降低成本。
例如：美国通用汽车公司用等温淬火球墨铸铁代替淬火钢生产汽车后桥齿轮，节约能耗50%；锻钢曲轴改为球墨铸铁生产，成本可降低30%。
6.应用前景广泛
等温淬火球墨铸铁ADI是具有成本低、质量轻、吸震性好、耐磨性好、韧性高、弯曲疲劳和接触疲劳强度高等一系列独特的优点的新型机械工程材料，可生产齿轮、曲轴、钢板弹簧支架、控制臂、万向节、发动机支架、传动器支架、悬挂托架、横向稳定杆衬套、轮毂等。

dhzhou888

无锡柴油机厂从1965年开始把等温淬火球铁（ADI）用于柴油机凸轮轴，随着柴油机的不断强化，新机型的增加，至今仍有许多机型使用该材料的凸轮轴。ADI作为一种工程材料正日益受到人们的关注。我的前工作单位无锡县柴油机厂（江苏行星机械集团公司）于1970年就生产等温淬火球墨铸铁曲轴和凸轮轴。

txljh8

dhzhou888 发表于 2011-10-12 10:32
无锡柴油机厂从1965年开始把等温淬火球铁（ADI）用于柴油机凸轮轴，随着柴油机的不断强化，新机型的增加，至 ...

由于我公司曾是江苏行星机械集团公司（无锡县柴油机厂）的成员企业，90年代初多次去你们厂和无锡柴油机厂学习获益匪浅，无锡县柴油机厂是国内等温淬火球墨铸铁的先行者。

yanglianjin123

学习了啊，挺好的，都是夸自己的，呵呵

dhzhou888

yanglianjin123 发表于 2011-10-15 11:28
学习了啊，挺好的，都是夸自己的，呵呵

这不是在夸自己，这是以正视听！可惜目前还有不少国人对这段历史不了解, 许多文章每提及AD I就说1977年诞生于国外。笔者愿
在此进行勘误, 为之正名。幸勿数典忘祖, 贻笑大方。

追求卓越

ADI，以前称为奥贝球铁，以为组织是由残余奥氏体与贝氏体组成。现在这一观念得到更正，是由富碳的奥氏体+铁素体组成，即奥铁体。以前对于ADI的铸件要求非常笼统，只对热处理后的组织有要求，现在的标准则对其化学成分、微量元素、金相组织做了具体规定，对今后ADI的扩大应用起到积极作用。相信ADI的明天一定会更好！

wahg

奥贝球铁性能当然是不错的。我在80年代中期也曾做过柴油机曲轴、凸轮轴的等温工艺。当时周前辈所在的无锡县柴油机厂是用等温淬火，常州柴油机厂是用感应淬火，我曾去过上述二个厂学习和考察。
但是在大批量生产中有几点我们觉得解决的不好，限制了使用，最后选择了感应淬火。
1、生产能力不足，由于等温淬火在加热、等温、淬火过程中所需时间较长，每一炉次需时较长，且受等温炉容量限制，工件进入等温炉后的降温。
2、生产过程中工人的劳动条件不好，劳动强度较大-----在高温下将曲轴（凸轮轴较小还可以接受）从中温炉到等温槽中。
3、最主要的问题是曲轴后期的动平衡孔难以加工。
相比较而言，感应淬火这几方面都有优势。虽然，疲劳试验数据略低，但仍能满足设计和使用要求。
借此机会，我也想向楼上各位了解一下，现在对于上述几项困惑，专家们是如何考虑的。谢谢！
所以，我的观点是ADI对于小件、处理后除了磨削外不再进行机加工的零件还是可以考虑的------不一定对，欢迎大家讨论。

txljh8

wahg 发表于 2011-10-19 14:39
奥贝球铁性能当然是不错的。我在80年代中期也曾做过柴油机曲轴、凸轮轴的等温工艺。当时周前辈所在的无锡县 ...

王工你所说的实例是早期球墨铸铁下贝氏体等温淬火，目前ADI则基本特指球墨铸铁上贝氏体等温淬火。
据我所知现在球墨铸铁曲轴采用下贝氏体等温淬火的厂家已微乎其微，凸轮轴可能还在继续沿用。
1.球墨铸铁等温淬火现在已基本采用机械化程度较高的专用设备（加热设备、大型封闭盐槽、辅助机械。。。），不存在劳动条件、劳动环境等问题。
2.关于等温淬火的后续冷加工问题，从资料介绍看现在基本不是问题。
  王工可参看 第五届全国等温淬火球铁（ADI）技术研讨会论文集http://www.rclbbs.com/forum.php? ... 5&highlight=ADI

txljh8

       在20世纪70年代末期，中国、美国和芬兰彼此独立而几乎又是同时地宣布各自研究成功了贝氏体球墨铸铁。其中，我国研究成功的是下贝氏体球墨铸铁；美国研究成功的是下贝氏体+部分马氏体球墨铸铁；芬兰则研究成功的是上贝氏体+部分奥氏体球墨铸铁。在这三种贝氏体球墨铸铁当中，性能最优异、最为引人注目的是奥氏体+贝氏体球墨铸铁。1977年，M。Johanson宣布芬兰Kymi-Kymmene公司所属的Karkkila铸造厂开发了这种新型铸铁。从此，这种材质引起各国的广泛重视。

    由于受到对钢的认识的影响，开始把等温淬火工艺引入球墨铸铁的研究与应用时，人们的注意力主要集中在低温等温淬火（200-300度的温度范围）。这时得到的性能虽然有相当高的强度，但其塑性却相对较差。到了20世纪70年代，人们才注意到中温等温淬火（300-400度的温度范围），认识到残余奥氏体在球墨铸铁中的特殊作用。这时，人们对具有一定数量（高碳）残余奥氏体组织的贝氏体球墨铸铁的认识也有了一个飞跃。

      等温淬火球墨铸铁（ADI）的抗拉强度—伸长率的范围与珠光体—铁素体组织的球墨铸铁相比，具有高强度和高伸长率的特征，即使抗拉强度为800-1000MPa，其伸长率仍能维持10%以上；当抗拉强度为1000-1300MPa时，仍能得到5-8%的伸长率。

wahg

我在下论文集。谢谢！

H_metal

等温淬火奥贝球铁加工用刀片（BN-S30牌号HLCBN刀具）
进给量0.2-0.55mm/r,线速度：粗加工45-75m/min；精加工V=90-120m/min
BN-S30牌号HLCBN刀具特点：可加工HRC40---HRC75之间的盐浴淬火件；且遇到盐浴淬火、等温淬火氧化皮和硬直点，不崩刀。
只提供刀片（车刀片、铣刀片、镗刀片）以及切槽用成型车刀。
咨询：河南超硬材料研究所 0371-55627207

孔原

我们公司ADI生产线都停了1年多啦，现在只做一些轴承钢的等温淬火，希望球墨铸铁等温淬火早日被大家认可，并得以发展，这样我们才有钱赚！