等溫淬火球墨鑄鐵的特性、生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用（2）

鑄造工業(yè)

5）等溫淬火球鐵各商標(biāo)首要靠不平等溫溫度取得，與化學(xué)成分關(guān)系不大，即同一成分球鐵用不平等溫淬火溫度可生產(chǎn)不同商標(biāo)ADI?；瘜W(xué)成分首要決定于鑄件巨細(xì)，壁厚和結(jié)構(gòu)。

6）等溫淬火球鐵的某些安排也可經(jīng)過參加合金元素、空氣中強(qiáng)化冷卻取得，但因需要參加大量的Ni、Mo、Cu等合金元素，本錢太高且不安穩(wěn)，因而不加以討論，首要討論經(jīng)鹽浴等溫淬火處理的ADI。

2. 功能特點(diǎn)

等溫淬火沈陽球墨鑄鐵具有以下功能特點(diǎn)：

（1）強(qiáng)度高、塑性好。在平等伸長率情況下，ADI的抗拉強(qiáng)度是一般球鐵的2倍,而在平等抗拉強(qiáng)度情況下,伸長率是一般球鐵兩倍以上,ADI抗拉強(qiáng)度也優(yōu)于調(diào)質(zhì)處理的碳鋼,與低合金鋼適當(dāng)。

（2）質(zhì)量輕。表3是一些材料的單位抗拉強(qiáng)度所需零件重量（w/y）。

表3 幾種原料的w/y

材料

鋁合金(一般)

鋁合金(高強(qiáng)度)

ADI

一般球鐵

20CrMnTi調(diào)質(zhì)

ZnAl合金

一般鍛鋼

密度/抗拉強(qiáng)度

0.022～0.095

0.0056

0.0044～0.0084

0.010～0.018

0.0072

0.017～0.011

0.014

（3）曲折疲勞強(qiáng)度和觸摸疲勞強(qiáng)度等動(dòng)載功能高。旋轉(zhuǎn)曲折疲勞強(qiáng)度可達(dá)400～500MPa，與調(diào)質(zhì)處理低合金鋼適當(dāng)；觸摸疲勞強(qiáng)度可達(dá)1600～2100MPa，比低合金鋼氮化處理的觸摸疲勞強(qiáng)度高。

（4）吸振性好。ADI因?yàn)閺椥阅Ａ康?，加上基體中存在石墨球，能敏捷吸收振動(dòng)并增大噪聲阻尼，使部件的運(yùn)轉(zhuǎn)更安靜和平穩(wěn)。

（5）好的耐磨、抗磨性。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，硬度為45～48HRC的等溫淬火球鐵齒輪，其壽命比具有馬氏體安排、硬度為58～62HRC的鍛鋼齒輪更長。CADI（含碳化物18％）的耐磨功能勝過許多高合金耐磨鑄鐵（AR），其無缺口沖擊耐性則是耐磨鑄鐵的2～10倍，適宜用于要求優(yōu)異耐磨功能和足夠耐性的場合。

（6）外表強(qiáng)化作用顯著。實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐均證明，ADI具有很好的外表強(qiáng)化作用，能顯著進(jìn)步構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度。例如2007年11月7日修訂的ASTM897M各商標(biāo)典型功能中，經(jīng)過概率50%單齒曲折疲勞強(qiáng)度噴丸的比不噴丸的進(jìn)步50%左右（見表4）。

表4 噴丸對(duì)單齒曲折疲勞的影響

球鐵等級(jí)

750

900

1050

1200

1400

1600

不噴丸（MPa）

325

350

365

350

335

320

噴丸（MPa）

650

700

770

700

665

630

曲軸經(jīng)圓角滾壓后曲折疲勞強(qiáng)度也顯著進(jìn)步。據(jù)美國聯(lián)合收割機(jī)的一項(xiàng)研究報(bào)告，型號(hào)為202重載貨車V-8柴油機(jī)ADI曲軸，滾壓前后曲折疲勞強(qiáng)度分別為414MPa和986MPa，進(jìn)步138%；而一般球鐵曲軸滾壓后的曲折疲勞強(qiáng)度只進(jìn)步50～60%左右。

此外，ADI的力學(xué)功能依據(jù)等溫淬火工藝的不同，可以在較大規(guī)模內(nèi)變化，以滿足零件在不同工作條件的要求。

二、如何取得健全的球鐵坯件

沈陽球墨鑄鐵件是等溫淬火沈陽球墨鑄鐵的基礎(chǔ)，作為等溫淬火沈陽球墨鑄鐵的毛坯件，其要求比一般沈陽球墨鑄鐵要嚴(yán)，首要表現(xiàn)在對(duì)金相安排和化學(xué)成分上，表5為對(duì)金相安排的要求。

表5 等溫淬火沈陽球墨鑄鐵坯的要求

球化率（%）

球數(shù)/（個(gè)/mm2）

磷共晶＋碳化物＋縮松（%）

珠光體/鐵素體

>90

>100

<0.5

穩(wěn)定

1.化學(xué)成分的確定

ADI碳當(dāng)量的引薦規(guī)模見表6。

表6 引薦用于ADI的碳當(dāng)量

截面尺寸/mm

CE（%）

0～13

4.4～4.6

13～51

4.3～4.6

>51

4.3～4.5

化學(xué)成分規(guī)模建議如下：

C

Si

Mn

P

S

Ti

K1

3.6±0.2

2.5±0.2

<0.3

<0.02

<0.015

<0.03

<1

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