Austempered Ductile Iron (Adi) Միավորում է չուգունի ծախսարդյունավետությունը մեխանիկական կատարողականի հետ մրցակցող մուկով եւ խառնված պողպատներով.
Շնորհիվ իր եզակի AUSFerritic Microstructure- ի, ADI- ն օգտագործում է միլիոնավոր բաղադրիչներով ամբողջ աշխարհում, Հատկապես, թե որտեղ է հոգնածության դիմադրություն, կարծրություն, եւ հագեք կատարողականի հարցը.
Հաջորդ բաժիններում, Մենք խորապես նայում ենք ADI- ի սահմանմանը, վերամշակում, Միկրոկառուցվածք, հատկություններ, եւ իրական աշխարհի դիմումներ, աջակցվում է քանակական տվյալների եւ հեղինակավոր պատկերացումների կողմից.
1. Ինչ է օժանդակ ճկուն երկաթը (Adi)?
Austempered Ductile Iron (Adi) բարձրորակ չուգունի դաս է, որը համատեղում է դիզայնի ճկունությունը ծորակ երկաթ ուժով եւ կոշտությամբ համեմատելի է համաձուլվածքային պողպատների հետ.
Ինչ է սահմանում ADI- ը Հատուկ ջերմային բուժման գործընթաց, որը հայտնի է որպես «աուստամագործ».
որոնք մանրադիտակը վերածում են ծայրահեղ կոշտ եւ հագնված դիմացկուն փուլում ելք- aciCular Ferrite- ի եւ բարձր ածխածնի համադրությունը պահպանվել է Austenite- ին.
Այս վերափոխումը տալիս է ADI A Հատկության եզակի խառնուրդ: Առաձգական ուժեղ ուժ, Լավ ճկունություն, Հիանալի հոգնածության դիմադրություն, եւ բարձրակարգ հագնում ներկայացում, Բոլորը `պահպանելով մեքենայական եւ կուտելիություն.
Այն մանրամասն ներկայացված է սովորական դերասանական արդուկներում ուժի եւ կոշտության միջեւ ավանդական առեւտրային եւ կոշտության հաղթահարելու համար.
Քիմիական կազմի միջակայք
Մինչդեռ Բազային կազմը ADI- ն նման է ստանդարտ ջուտլերի երկաթի, որոշակի Համաձուլման տարրերը ճշգրտվում են Հարդայնությունը բարձրացնելու համար, Գրաֆիտի հանգույցի ձեւավորում, եւ օստենիտի կայունությունը.
Հետեւյալը բնորոշ կոմպոզիցիայի շարք է (ըստ քաշի):
| Տարր | Բնորոշ տիրույթ (%) | Գործառույթ |
|---|---|---|
| Ածխածնային (Գ) | 3.4 Մի քիչ 3.8 | Խթանում է գրաֆիտի ձեւավորումը եւ ուժը |
| Սիլիկոն (Մի քանազոր) | 2.2 Մի քիչ 2.8 | Բարելավում է գրաֆիտիզացումը, Խթանում է Ferrite- ը |
| Մանգան (Ժլատ) | 0.1 Մի քիչ 0.3 | Վերահսկում է կարծրացումը, Carbide ձեւավորումից խուսափելու համար ցածր պահված է |
| Մագնեզիում (Մգ) | 0.03 Մի քիչ 0.06 | Անհրաժեշտ է բծախնդրության գրաֆիտի համար |
| Պղնձ (Մգոհել) | 0.1 Մի քիչ 0.5 (ընտրովի) | Բարելավում է ապարդյունությունն ու առաձգականությունը |
| Նիկել (Մեջ) | 0.5 Մի քիչ 2.0 (ընտրովի) | Ուժեղացնում է կոշտությունը, կայունացնում է օստենիտը |
| Մոլիբդեն (Ժամանակ) | 0.1 Մի քիչ 0.3 (ընտրովի) | Բարելավում է բարձր ջերմաստիճանի ամրությունը |
| Ֆոսֆոր (Իմաստ), Ծծումբ (Ծուռ) | ≤0.03 | Պահվում էր նվազագույնի համար `կանխելու համար |
Պատմական զարգացում
- 1930S-40s: Հետազոտողները Գերմանիայում եւ ԱՄՆ-ում. Առաջին անգամ հայտնաբերեց, որ բուռն երկաթի իզոթերմային վերափոխումը արտադրվում է բարձրակարգ կոշտություն.
- 1950ծուռ: Ավտոմոբիլային արդյունաբերությունն ընդունեց ADI- ն `դանակահարելու եւ կրող գլխարկներ ղեկավարելու համար, Մասի քաշը նվազեցնելով 15-20% համեմատած պողպատի հետ.
- 1970S-90s: Առեւտրային աղի լոգանքի եւ հեղուկացված-անկողնային համակարգերը ADI- ն ընդլայնեցին դասարանների Adi 650 (650 MPA UTS) դեպի Adi 1400 (1400 MPA UTS).
- Այսօր: ADI- ն տարեկան մատուցում է միլիարդավոր բաղադրիչներ, -ից Պոմպի ազդակներ դեպի Քամու-տուրբինային հանգույցներ.
2. Օժանդակ գործընթացը
Ստանդարտ ճկուն երկաթը վերածել անշարժության երկաթյա երկաթի (Adi) Hinges շգրիտ վերահսկվող եռաստիճան ջերմության բուժման վրա.
Յուրաքանչյուր փուլօստենիտիզացնող, իզոթերմային մարում, և Օդի սառեցում-Կարող է ուշադիր դիտարկված պայմանների տակ դնել ցանկալիը զիջելու համար AUUPERRITIC Միկրոկառուցվածք.
Օստենիտիզացնող
Նախ, ձուլում է ջերմը միատեսակ 840-950 ° C եւ ներծծում 30-60 րոպե մեկ 25 մմ խաչմերուկից. Այս պահի ընթացքում:
- Կարբիդացիները լուծում են, Ածխածնի ապահովումը համասեռորեն բաժանում է γ-Iron փուլում.
- Զարգանում է լիովին Austenitic Matrix- ը, որը սահմանում է ելակետը հետագա վերափոխման համար.
Վերահսկելով վառարանի մթնոլորտը `հաճախ Վերջնաժամկետ կամ վակուումային վառարաններ-Անավորում է օքսիդացում եւ ապարդյունացում, ինչը այլ կերպ կարող է քայքայել կոշտությունը.
Իզոթերմային մարում
Անմիջապես austenitizing- ից հետո, Արագ փոխանցում դեպի իզոթերմային բաղնիք հետեւում է. Ընդհանուր լրատվամիջոցները ներառում են:
- Աղի բաղնիք (օր., Nano₂-kno₃ խառնուրդներ) պահվում է 250-400 ° C
- Հեղուկի անկողնային վառարաններ օգտագործելով իներտ ավազ կամ ալյումինե մասնիկներ
- Պոլիմերային հանգիստ Նախագծված է ջերմության միասնական արդյունահանման համար
Հիմնական պարամետրեր:
- Հանգցնել: Պետք է գերազանցի 100 ° C / S միջոցով Մեծ և Bs (Մարտենսիտը եւ Բայնիտը սկսվում են) Temper երմաստիճանը `մարգարիտ ձեւավորումից խուսափելու համար.
- Ժամանակ պահեք: Տատանվում է 30 րոպե (բարակ հատվածների համար) դեպի 120 րոպե (Բաժինների համար > 50 մմ), թույլ տալով ածխածնի տարածել եւ ավելի մեծ թվով ձեւավորվել.
Իզոթերմային պահի ավարտին, Մանրադիտուկը բաղկացած է ֆերիտ միահյուսված Ածխածնի հարստացված Austenite, Հենակետի ուժի եւ կոշտության համադրությունը.
Օդի սառեցում եւ կայունացում
Վերջապես, Castings- ը դուրս է գալիս մորթուց բաղնիքից եւ օդում սառչում. Այս քայլը:
- Կայունացնում է պահված Austenite- ը, կանխելով անցանկալի Մարտենսիտը հետագա սառեցման վերաբերյալ.
- Թեթեւացնում է մնացորդային սթրեսները ներկայացվել է արագ մարելու ժամանակ.
Ամբողջ սառեցման ընթացքում, Temperature երմաստիճանի տվիչները վերահսկում են մակերեսը `հաստատելու, որ մասերը անցնում են ₁ Փոխակերպման կետ (À 723 ° C) Առանց հետագա փուլային փոփոխությունների.
Քննադատական գործընթացների փոփոխականներ
Չորս գործոններ խստորեն ազդում են ADI որակի վրա:
- Բաժնի հաստությունը: Ավելի խիտ հատվածները պահանջում են ավելի երկար ժամանակներ; Մոդելավորման գործիքները օգնում են կանխատեսել ջերմային գրադիենտները.
- Լոգանքի կոմպոզիցիա: Աղի համակենտրոնացման եւ հեղուկի հոսքը ապահովում է ջերմաստիճանի միատեսակությունը ± 5 ° C- ի սահմաններում.
- Քանդել գրգռումը: Պատշաճ շրջանառությունը կանխում է տեղայնացված «թեժ կետերը», որը կարող է հանգեցնել անհավասար մանրադիտումների.
- Մաս Երկրաչափություն: Սուր անկյուններն ու բարակ ցանցերը սառը ավելի արագ դիզայներները պետք է համապատասխանաբար կարգավորեն պահելը.
3. Միկրոհամայնք եւ փուլային բաղադրիչներ
Ելք
ADI- ի առանձնահատկությունը, ելք, պարունակում է:
- Նուրբ ակտուալ ֆերիտ ափսեներ (լայնությունը: 0.2 մկմ)
- Ածխածնի հարստացված կայունացված օստենիտը ֆիլմեր
Սովորաբար, ADI 900 դասարան (UTS ~ 900 MPA) պարունակում է 60% ֆերիտ և 15% Պահպանված է austenite ըստ ծավալի, հետ Գրաֆիտային հանգույցներ միջին ցուցում 150 Նոդուլներ / մմ.
Նոդուլի մորֆոլոգիա
Բարձր հանգույց (> 90%) և ԳՐԱԴԱՐԱՆ Գրաֆիտի հանգույցներ Նվազեցնել սթրեսի կոնցենտրացիաները եւ ճաքերը շեղել, Հոգնածության կյանքը բարձրացնելով մինչեւ 50% ընդդեմ ստանդարտ ջուտլերի երկաթ.
Գործընթացի ազդեցություն
- Ստորին պահեք ջերմաստիճանը (250 ° C) Բարձրացրեք Ferrite կոտորակ եւ ճկունություն (Էլոնգտացում ~ 12%).
- Բարձրագույն պահուստավորումը (400 ° C) նպաստել Austenite կայունությանը եւ ուժեղացնել ուժը (Uts մինչեւ 1 400 MPA) Երկարացման հաշվին (~ 2%).
4. Օդեմատիկ ծորական երկաթի մեխանիկական հատկություններ (Adi)
| Սեփականություն | Adi 800/130 | Adi 900/110 | Adi 1050/80 | Adi 1200/60 | Adi 1400/40 |
|---|---|---|---|---|---|
| Austempering Temp (° C) | 400 | 360 | 320 | 300 | 260 |
| Առաձգական ուժ (MPA) | 800 | 900 | 1050 | 1200 | 1400 |
| Բերք տալ ուժ (MPA) | ≥500 | ≥600 | ≥700 | ≥850 | ≥1100 |
| Երկարացում (%) | ≥10 | ≥9 | ≥66 | ≥33 | ≥111 |
| Կարծրություն (Brinell HBW) | 240-290 | 280-320 | 310-360 | 340-420 | 450-550 |
| Ազդեցության կոշտություն (Ժլատ) | 80-100 | 70-90 | 50-70 | 40-60 | 20-40 |
| Բնորոշ ծրագրեր | Կասեցման զենք, Փակագծեր | Ծածկոցներ, Քշեք լիսեռներ | Gear տներ, Rocker զենք | Փետուրներ, Փակագծեր | Gears, գլանափայտ, Հագուստի մասեր |
Նկատի ունենալով վերլուծություն:
Adi: Austempered Ductile Iron
800: ցույց է տալիս, որ նյութի նվազագույն առաձգական ուժն է 800 MPA
130: ցույց է տալիս, որ նյութի նվազագույն երկարացումը 13% (ես. 130 ÷ 10)
Ընդհանուր անվանման ձեւաչափ: ADI X / Y.
X = Նվազագույն առաձգական ուժ, MPA- ում
Յ = Նվազագույն երկարացում, մեջ 0.1% (ես. Y 10)
5. Հոգնածություն & Կոտրվածքների վարք
- Բարձր ցիկլի հոգնածություն: Adi 900 դիմանալ 200 MPA մոտ 10⁷ ցիկլեր, համեմատ 120 MPA Ստանդարտ տրամաչափի երկաթի համար.
- Ճեղքման նախաձեռնություն: Նախաձեռնում է պահպանված-աաստենիտյան կղզիներում կամ միկրոավտոբուսներով, ոչ թե գրաֆիտային հանգույցներում, ձգձգումը ձախողումը.
- Կոտրվածքային կոշտություն (K_ic): Տատանվում է 30 դեպի 50 Mpa · √, Նման ուժի մթնոլորտային խառնված պողպատներով.
6. Կոռոզիոն դիմադրություն & Բնապահպանական աշխատանքներ
Պահպանեց austenite եւ համաձուլվածքներ (օր., 0.2 wt % Մգոհել, 0.5 wt % Մեջ) Բարելավել ADI- ի կոռոզիոն դիմադրությունը:
- Աղի լակի թեստեր: ADI ցուցանմուշներ 30% Կոռոզիայի ցածր գները քան ստանդարտ ծորոց երկաթը 5% NACL միջավայրեր.
- Ավտոմոբիլային հեղուկներ: Հետո պահպանում է մեխանիկական ամբողջականությունը 500 ժիր Շարժիչային յուղեր եւ հովացուցիչներ.
7. Ther երմային կայունություն եւ բարձր ջերմաստիճանի կատարում
Austenite կայունություն
Տակ ցիկլային ջեռուցում (50-300 ° C), ADI- ն պահպանում է >75% իր սենյակի ջերմաստիճանի ուժի ուժից, այն հարմար դարձնելով արտանետվող մաֆոլդներ և Turbocharger տներ.
Սողացող դիմադրություն
Մոտ 250 ° C տակ 0.5 Ys, ADI- ն ցույց է տալիս ա Կայուն վիճակի սողացող փոխարժեք < 10⁻⁷, ապահովում <1% դեֆորմացիա 1 000 ժիր Ծառայության.
Այնուամենայնիվ, Դիզայներները պետք է սահմանափակել կայուն ազդեցությունը < 300 ° C կանխել ավելի մեծ ապակայունացումը եւ կարծրության կորուստը.
8. Դիզայն & Արտադրության նկատառումներ
- Բաժնի չափի սահմաններ: Միատեսակ անբավարար մարտահրավերների բաժիններ > 50 MM առանց մասնագիտացված մարման մեթոդների.
- Մեքենայություններ: ADI մեքենաներ, ինչպիսիք են 42 Հաշտություն պողպատ; Առաջարկվող կտրման արագությունները գերազանցում են ստանդարտ ծննդաբերությունը 20%.
- Եռակցում & Վերանորոգում: Եռակցումը արտադրում է Մարտենսիտ; պահանջել նախել (300 ° C) և Հետդիպոդի երկարացում Հատկությունները վերականգնելու համար.
Բացի այդ, Մոդելավորում գործիքներ (օր., Վերջնական տարրերի ամրացման մոդելներ) Օգնեք օպտիմալացնել ռումինգ և Չիլի տեղադրում ADI- ի արատների անվճար ձուլման համար.
9. Հիմնական ծրագրեր & Արդյունաբերության հեռանկարներ
- Ավտոմոբիլային: Gears, Ծածկոցներ, Կախովի մասեր
- Արդյունաբերական: Պոմպի ազդակներ, Փականի բաղադրիչներ, Կոմպրեսորներ
- Վերականգնվող էներգիա: Քամու-տուրբինային հանգույցներ, Հիդրո-տուրբինային լիսեռներ
- Զարգացող: ADI փոշիների հավելում
10. Համեմատական վերլուծություն այլընտրանքային նյութերով
ADI ընդդեմ. Ստանդարտ տրամագծի երկաթ (Ferritic-Pearlitic դասարաններ)
| Ասպեկտ | Austempered Ductile Iron (Adi) | Ստանդարտ տրամագծի երկաթ (Դասարան 65-45-12, Եվ այլն) |
|---|---|---|
| Առաձգական ուժ | 800-1400 MPA | 450-650 MPA |
| Երկարացում | 2-13% (Կախված դասարանից) | Մինչեւ 18%, Ավելի ցածր `ավելի բարձր ամրության դասերի համար |
| Կարծրություն | 250-550 HB | 130-200 HB |
| Հագուստի դիմադրություն | Գերազանց (Ինքնագնաբներ ծանրաբեռնվածության տակ) | Չափավոր |
| Հոգնածության ուժ | 200-300 MPA | 120-180 MPA |
| Ծախս | Թեթեւ ավելի բարձր ջերմային բուժման պատճառով | Ավելի պարզ վերամշակման պատճառով |
Austempered Ductile Iron vs. Մթնեցած & Գայթակղիչ (Ճուտ&Տ) Պողպատե
| Ասպեկտ | Austempered Ductile Iron (Adi) | Մթնեցած & Գայթակղիչ պողպատ (օր., 4140, 4340) |
|---|---|---|
| Առաձգական ուժ | Համեմատելի: 800-1400 MPA | Համեմատելի կամ ավելի բարձր: 850-1600 MPA |
| Խտություն | ~ 7.1 գ / սմ (10% վառիչ) | 7.85 գ / սմ |
| Խոնավացման հզորություն | Վերադաս (2-3x պողպատից) | Ցածր - հակված է տատանումների փոխանցում |
| Մեքենայություններ | Ավելի լավ է ավելի լավ լինելուց հետո | Չափավոր - կախված է խառնիչ վիճակից |
| Եռակցման հնարավորություն | Սահմանափակ, պահանջում է նախնական / հետմոտություն | Ընդհանրապես ավելի լավ է համապատասխան ընթացակարգերով |
| Արժեքը եւ ցիկլը | Հագելու մասերի ավելի ցածր ընդհանուր արժեքը | Ավելի բարձր նախնական եւ պահպանման արժեք |
ADI ընդդեմ. Austempered Martensitic Steel (Ams)
| Ասպեկտ | Adi | Austempered Martensitic Steel (Ams) |
|---|---|---|
| Միկրոկառուցվածք | Ելք + Պահպանված է austenite | Մրջանցա + Պահպանված է austenite |
| Կոշտություն | Գրաֆիտային հանգույցների պատճառով ավելի բարձր | Ավելի ցածր, բայց ավելի դժվար |
| Վերամշակում բարդություն | Ավելի հեշտ է կուտելիության պատճառով | Պահանջում է ճշգրիտ ձեւավորում եւ ջերմային բուժում |
| Դիմումների տարածքներ | Ավտոմոբիլային, արտաճանաչ, Էլեկտրաէներգիայի փոխանցում | Օդատիենտ, Գործիք steels |
Կայունություն & Էներգաարդյունավետության համեմատություն
| Նյութի տեսակը | Մարմնավորված էներգիա (MJ / կգ) | Վերամշակելիության մակարդակը | Հատկանշական նշումներ |
|---|---|---|---|
| Adi | 20-25 MJ / կգ | >95% | Արդյունավետ արտադրություն; Վերամշակվում է շարժվելու միջոցով |
| Ճուտ&T պողպատ | 25-35 MJ / կգ | >90% | Ավելի բարձր ջերմային մաքրման եւ մշակում էներգիա |
| Ալյումինե համաձուլվածքներ | ~ 200 MJ / կգ (կույս) | 70% | Էներգիայի բարձր պահանջարկ; Գերազանց թեթեւ քաշ |
| Ստանդարտ տրամագծի երկաթ | 16-20 MJ / կգ | >95% | Էներգաարդյունավետ ավանդական երկաթի խառնուրդը |
11. Եզրափակում
Austempered Ductile Iron- ը ներկայացնում է ա Հզոր կոնվերգենցիա տնտեսագիտության եւ պողպատի նման կատարողականի.
Տիրապետելով դրան Աustempering գործընթաց, Դիմում է այն AUUPERRITIC MICROSTRUCTURE, եւ հավասարեցում Դիզայնի պարամետրեր, Ինժեներները ապակողպում են ավտոմոբիլային դիմումները `վերադաս ուժով վերականգնելու համար, կարծրություն, եւ ծախսերի արդյունավետությունը.
Որպես գործընթացների ավտոմատացում, նանո-համաձուլվածք, եւ հավելումը զարգանում է, ADI- ն ձեռնարկում է, որպեսզի հանդիպի բարձրորակ նյութերի ճարտարագիտության վաղվա մարտահրավերներին.
Լանջ Ձեր արտադրության կարիքների համար կատարյալ ընտրություն է, եթե ձեզ հարկավոր է որակյալ Austempered Ductile Iron (Adi) արտադրանք.
