等温淬火球墨铸铁的特性、生产技术及应用（2）

铸造工业

5）等温淬火球铁各商标首要靠不平等温温度取得，与化学成分关系不大，即同一成分球铁用不平等温淬火温度可生产不同商标ADI。化学成分首要决定于铸件巨细，壁厚和结构。

6）等温淬火球铁的某些安排也可经过参加合金元素、空气中强化冷却取得，但因需要参加大量的Ni、Mo、Cu等合金元素，本钱太高且不安稳，因而不加以讨论，首要讨论经盐浴等温淬火处理的ADI。

2. 功能特点

等温淬火沈阳球墨铸铁具有以下功能特点：

（1）强度高、塑性好。在平等伸长率情况下，ADI的抗拉强度是一般球铁的2倍,而在平等抗拉强度情况下,伸长率是一般球铁两倍以上,ADI抗拉强度也优于调质处理的碳钢,与低合金钢适当。

（2）质量轻。表3是一些材料的单位抗拉强度所需零件重量（w/y）。

表3 几种原料的w/y

材料

铝合金(一般)

铝合金(高强度)

ADI

一般球铁

20CrMnTi调质

ZnAl合金

一般锻钢

密度/抗拉强度

0.022～0.095

0.0056

0.0044～0.0084

0.010～0.018

0.0072

0.017～0.011

0.014

（3）曲折疲劳强度和触摸疲劳强度等动载功能高。旋转曲折疲劳强度可达400～500MPa，与调质处理低合金钢适当；触摸疲劳强度可达1600～2100MPa，比低合金钢氮化处理的触摸疲劳强度高。

（4）吸振性好。ADI因为弹性模量低，加上基体中存在石墨球，能敏捷吸收振动并增大噪声阻尼，使部件的运转更安静和平稳。

（5）好的耐磨、抗磨性。实验标明，硬度为45～48HRC的等温淬火球铁齿轮，其寿命比具有马氏体安排、硬度为58～62HRC的锻钢齿轮更长。CADI（含碳化物18％）的耐磨功能胜过许多高合金耐磨铸铁（AR），其无缺口冲击耐性则是耐磨铸铁的2～10倍，适宜用于要求优异耐磨功能和足够耐性的场合。

（6）外表强化作用显著。实验和生产实践均证明，ADI具有很好的外表强化作用，能显著进步构件的疲劳强度。例如2007年11月7日修订的ASTM897M各商标典型功能中，经过概率50%单齿曲折疲劳强度喷丸的比不喷丸的进步50%左右（见表4）。

表4 喷丸对单齿曲折疲劳的影响

球铁等级

750

900

1050

1200

1400

1600

不喷丸（MPa）

325

350

365

350

335

320

喷丸（MPa）

650

700

770

700

665

630

曲轴经圆角滚压后曲折疲劳强度也显著进步。据美国联合收割机的一项研究报告，型号为202重载货车V-8柴油机ADI曲轴，滚压前后曲折疲劳强度分别为414MPa和986MPa，进步138%；而一般球铁曲轴滚压后的曲折疲劳强度只进步50～60%左右。

此外，ADI的力学功能依据等温淬火工艺的不同，可以在较大规模内变化，以满足零件在不同工作条件的要求。

二、如何取得健全的球铁坯件

沈阳球墨铸铁件是等温淬火沈阳球墨铸铁的基础，作为等温淬火沈阳球墨铸铁的毛坯件，其要求比一般沈阳球墨铸铁要严，首要表现在对金相安排和化学成分上，表5为对金相安排的要求。

表5 等温淬火沈阳球墨铸铁坯的要求

球化率（%）

球数/（个/mm2）

磷共晶＋碳化物＋缩松（%）

珠光体/铁素体

>90

>100

<0.5

稳定

1.化学成分的确定

ADI碳当量的引荐规模见表6。

表6 引荐用于ADI的碳当量

截面尺寸/mm

CE（%）

0～13

4.4～4.6

13～51

4.3～4.6

>51

4.3～4.5

化学成分规模建议如下：

C

Si

Mn

P

S

Ti

K1

3.6±0.2

2.5±0.2

<0.3

<0.02

<0.015

<0.03

<1

球化系数K1=4.4(%Ti)+ 2.0(%As)+ 2.4(%Sn)+ 5.0(%Sb)+ 290(%Pb)+ 370(%Bi)+1.6(%Al)