等温淬火球墨铸铁生产技术的新进展
发布时间:2016-11-24 10:40 来源:tommy 阅读:
等温淬火球墨铸铁(Austempered Ductile Iron,ADI)是一种新兴的具有广阔应用前景的材料。它是通过等温淬火热处理或加入合金元素使球墨铸铁基体组织由铁素体、珠光体变为针状铁素体、富碳奥氏体和马氏体等组织。它具有强度高,质量轻,耐磨性好,耐疲劳性能好,减音性能和吸震性好,成本低等许多优点。由于它具有自润滑作用和耐疲劳能力以及优异的抗磨损能力,主要用于抗磨件和高性能、高精度要求的重要构件等。
近年来ADI在西方发达国家呈现迅速发展的趋势,在农业、汽车行业及铁路等方面都有所应用,在过去的10余年间以15%的速度增长,预期今后的增长速度可能更快。我国ADI的生产应用,经过近几年的不断努力,也在许多行业有所应用。ADI的一些性能特点已逐步被人们认识并加以利用。由于ADI的众多优点,国内外大量研究人员对其做了许多的实验研究。毛铁良等多名专家对比研究了同硬度的ADI材料及其他金属材料的耐磨性,结果发现ADI材料具有优良耐磨性,分析研究了ADI材料疲劳裂纹的扩展机制和原因。运用滚动疲劳试验机对比了ADI材料与AISI 440C和SAE52100轴承钢材料的抗疲劳能力,结果表明ADI具有良好的抗裂纹扩展能力。Ahmadabadi等[93运用磨损试验机对比了奥氏体化过程中的不同温度对最终ADI材料耐磨性能的影响。曾东方等E103通过对两种ADI材料、合金钢车轮材料(ER8)和合金钢钢轨材料(PD3)的滚动接触磨损实验研究,从ADI的自润滑机理、组织差异和材料硬化等方面讨论了ADI材料及合金钢车轮材料分别与合金钢钢轨材料配副时的滚动接触磨损性能。
ADI材料具有许多优良特性,在多个领域也有了实际应用,但其自身与其对摩副的摩擦磨损及损伤行为的研究仍不充分。本工作利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机进行了摩擦磨损实验,研究对比了两种不同微观组织的ADI材料、车轮材料与U71Mn匹配时的滚动磨损与损伤性能。
结论
(1)ADI材料具有自润滑功能,与车轮材料相比ADI材料具有较小的摩擦因数,含较大球形碳、较少残余奥氏体的ADl2与U71Mn钢轨匹配时的摩擦因数最小。
(2)ADI材料磨损率远小于车轮材料的磨损率,其耐磨性优于车轮材料,其中ADl2材料的磨损率最低;ADI材料同时降低了对摩副U71Mn钢轨的磨损率。
(3)ADI材料的磨损机制主要表现为轻微疲劳磨损,对摩副U71Mn钢轨的磨损机制主要表现为黏着和轻微疲劳磨损;轮轨材料匹配时塑性流动明显,其损伤以表面疲劳裂纹和剥层损伤为主。