等温淬火球铁生产工艺问答

上述等温转变反应称为奥氏体等温转变反应的第一阶段反应。 如果在等温盐浴中保温时间过长，超过 3-4 小时，高碳奥氏体将 分解为更加稳定的铁素体和碳化物，这一反应类似于钢中贝氏体的反 应。碳化物的差异对于 ADI 的机械性能是非常有害的，特别是明显降 低延伸率和韧性，所以，应当尽量避免碳化物的出现，碳化物从高碳 奥氏体中析出的反应称为奥氏体等温转变的第二阶段反应。 理想的奥氏体等温转变时间应该是在第一阶段刚刚结束，而第二 阶段反应尚未开始时出炉空冷。 8 如何安排 ADI 铸件加工流程？ 对需加工的 ADI 零件，一般先进行粗加工，尤其是生产高强度、高硬 度的零件，热处理后硬度高，应先进行粗加工。热处理后进行精加工。 高韧性的 ADI 零件的硬度和珠光体球铁相近，可在热处理后进行粗、 精加工，为减少热处理工件的重量和节能，也可以先粗加工，后精加 工。 9 ADI 用等温淬火介质组成和特性如何？
美国 ADI 标准
等级
抗拉强度 屈服强度 延伸 冲击吸
MPa
MPa 率(%) 收功(J)
750-500-11 750
500
11
110
900-650-9
900
650
9
100
1050-750-7 1050
750
7
80
1200-850-4 1200
850
4
45
典型硬 度(HB) 241-302 269-341 302-375 341-444
对于壁厚均匀且较小的工件好，或加热速度较慢的炉子，采取连 续加热的工艺；对于壁ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不均、厚大件，装炉量大时，采用阶段加热 工艺，效果较好。即在 500℃-650℃保温 1-1.5 小时，使工件表面和 心部温度趋于一致，再升温到奥氏体化温度。
随含碳量增加，奥氏体化温度提高，要获得高强度下贝氏体组织， 奥氏体化温度也可以提高一些。
奥氏体化阶段 球铁铸件奥氏体化温度下，将铸态组织转变为均匀的富碳奥氏体 组织，主要取决于奥氏体化的温度、时间、化学成分、球化级别、球 径大小。在此阶段，奥氏体的含碳量可增加至 0.6%-1.2%。奥氏体化 温度越低，时间越短。奥氏体含碳量越低，反之则越高。 奥氏体等温转变阶段 铸件奥氏体化迅速淬入等温盐浴中，期初奥氏体没有变化，经过 一短暂孕育期，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，从而增加奥氏体的含碳量，大约 20-30 分钟奥氏体的含碳量增至 1.2%-1.6%。这个含碳量的奥氏体在 室温时是稳定的，但力学上仍不稳定。如在机加工或使用受力的情况
1400-1100-2 1400
1100
2
35 388-477
1600-1300-1 1600
1300
1
20 402-512
6 等温淬火球铁如何热处理？ 首先，将球铁铸件在 850℃-950℃进行充分的奥氏体化，生产过
程中加热速度 5℃/min 左右，保温 1h-2h，使基体转变成富碳奥氏体； 然后迅速淬入 250℃-400℃的盐浴介质中，并在此温度范围内保温 1h-2h，保温时间按 40S-45S/min，随后空冷至室温。
奥铁体是高碳、热力学稳定、力学上稳定的奥氏体加上针状铁素 体的混合组织。 3 等温淬火球铁有什么性能特点？ （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
等温时间对性能的影响程度比等温淬火温度小，但时间过短，奥 氏体转变板完全，在随炉冷却过程中，不稳定的残余奥氏体继续转变 为马氏体；时间过长，奥氏体容易长大。
等温淬火过程中，为了获得所要求的 ADI 组织，应尽量控制温度 的波动，在前 10 分钟温度波动范围±15℃以内，10 分钟以后温度波 动范围±8℃。 7 等温淬火球铁热处理机理如何？
组成：硝酸钠 50%＋硝酸钾 50%。特性：熔点 220℃，应用温度范围 280℃-550℃。 10 ADI 铸件理化检测项目有那些？ （1）球化处理前检查原铁水，C、Si、Mn、S、P，符合工艺要求。 （2）出炉前检查铁水，C、Si、Mn、S、P 及合金元素，符合产品技 术要求。 （3）浇注铸件前，取试片，检测球化情况，即球化率。用三角试片 观察球化情况，球化率要求 1-2 级。 （4）铸件冷却开型后检测铸件附注试块的铸态组织，球化率、石墨 形态、基体等。 （5）热处理后检测随炉浇注及热处理的 Y 型试块的金相组织，石墨 形态，基体等。 （6）用热处理后的 Y 型试块加工成标准试样做拉伸试验、冲击试验、 打硬度。 （7）对铸件本体打硬度。
下，仍会转变为马氏体。另外，当温度降至室温以下，它也可能转变 为马氏体；如果在等温盐浴中保温 1-2 小时时，奥氏体等温转变过程 继续进行，针状铁素体继续长大，所排出的碳继续扩散到邻近的奥氏 体中。在这一阶段，奥氏体的含碳量可以增至 1.8-2.2%。
ADI 高碳稳定的奥氏体有两种形态：一种是存在于针状铁素体之 间的近似于等轴形的块状奥氏体；一种存在于针状铁素体片内的薄片 形的条状奥氏体。
要求铸态组织球化良好，球化等级 1-2 级，球化率大于 90%， 共晶团细小，石墨细小，6 级-7 级、150/mm2 以上，渗碳体不超过 0.5%，缩松小于 0.5%。铸态基体组织以铁素体为主，为了提高淬透 性和零件的综合性能，可进行合金化处理。加入 Mo、Cu、Ni 等合 金元素，但质量分数总量一般不超过 1.5%。 5 等温淬火球铁的力学性能标准？
奥氏体化保温时间根据加热方式，工件厚度及每次装炉处理量具 体情况确定。如加热过程为阶段加热，则奥氏体化保温 1-2 小时；厚 大件、装炉量大时，适当增加；如连续加热，奥氏体化保温 2-2.5 小
时，厚大件、装炉量大时，取最大值。 随等温淬火温度提高，一般强度降低，延伸率升高。要求高强度
为主的力学性能时，选择等温淬火温度 230℃-310℃；要求高韧性为 主的力学性能时，等温淬火温度选择 350℃-400℃。
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。 4 等温淬火球铁对铸坯有什么要求？
ADI(等温淬火球铁）生产工艺
1 生产 ADI(等温淬火球铁）的工艺流程： 铸造球铁铸件＞粗加工＞高温奥氏体化加热＞等温淬火＞清洗
＞精加工＞成品 2 什么是 ADI(等温淬火球铁）?什么是奥铁体?
球铁在等温淬火过程中，终止在第二阶段开始时，没有碳化物析 出，或在实际生产中，由于很难准确地满足需要的条件，存在少量的 碳化物。等温淬火球铁的基体组织是由富碳奥氏体和针状铁素体组成 的。这种富碳的奥氏体，不但热力学是稳定的，力学性能上也是温度 的，一般受力情况下，如机加受力，或使用时受力，不会转变为马氏 体，只有这种富碳奥氏体加上针状的铁素体的混合组织，才是 ADI 的应有组织，称为奥铁体球墨铸铁，又称为贝氏体型铁素体球墨铸铁、 奥贝球墨铸铁、贝氏体球墨铸铁。