等温淬火球铁(ADI)及其应用

等温淬火球铁（ADI）材料简介等温淬火球铁（ADI）作为二十世纪铸冶技术的一项重大发明，推动了全世界在机械制造及相关领域的技术进步，并在新世纪里继续创新和推广应用，使我们获得更大的经济和社会效益。

1. 等温淬火球铁特点等温淬火球铁（简称ADI）是将普通球铁（石墨为球状，基体为铁素体+珠光体）通过适当的等温淬火而获得奥氏体（高韧性）与贝氏体（高强耐磨）组织的金属结构材料。

其性能明显优于其它铸铁，其抗拉强度是普通珠光体-铁素体球铁的两倍，并且，它又保留了良好的伸长率和冲击韧度。

大大优于普通球铁和钢，主要特性是：（1）特高的强度与耐磨性，又具有中等韧性。

几种材料性能如表1-1。

表1-1 几种材料性能情况材质抗拉强度σbMPa屈服强度σ0.2MPa伸长率δ%硬度HB主要金相组织性能特点石墨基体强度韧性耐磨普通铸铁（HT）150-350 0150-225片状珠光体低特低低铁素体球铁（QT）400-500 250-3200 5-18130-24球状铁素体中高中珠光体球铁（QT）600-700 370-420 2-3190-305球状珠光体高中高等温淬火球铁（ADI）800-1600 500-1300 1-10260-55球状奥氏体+贝氏体特高中特高铸造碳钢（ZG）400-640 200-340 10-25奥氏体+珠光体+铁素体中特高中轧制碳钢315-610 195-275 15-30 铁素体+珠光体+马氏体中特高低正火回火合金钢（9CrMo）1121 780-821 9321-331奥氏体+马氏体+贝氏体特高中高（2）减震性好，使用时噪音比钢低1-5db。

（3）低温性能比钢好，适用于低温下使用。

（4）工作过程的不断自硬性。

工作面在使用过程中不断产生自硬性，不断提高强度和耐磨效果。

（5）制造成本比钢低，材料利用率高。

综上所述，ADI的优点是：高（机械性能高）、长（使用寿命长）、易（成型容易）、省（节省原材料）、低（低噪音、低温性能好、低成本）。

ADI及CADI介绍等温淬火球墨铸铁（Austempered Ductile Iron，简称ADI），是近四十年来发展起来的新一代球墨铸铁材料，被誉为“材料领域的高科技”。

它是通过将一定成分的球墨铸铁经过等温淬火后获得的以贝氏体型铁素体和富碳奥氏体为基体的高附加值铸件产品。

其具有优良的综合力学性能：（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。

带碳化物的等温淬火球墨铸铁（Carbdic austempered ductile iron，简称CADI），是在ADI的基础上加入一部分碳化物形成元素，如铬等，从而获得一部分碳化物，使得其在具有较高韧性的同时还具有较高的耐磨性。

ADI标准ADI化学成分推荐范围。

adi等温淬火球墨铸铁力学摘要：一、adi 等温淬火球墨铸铁的概述二、adi 等温淬火球墨铸铁的力学性能三、adi 等温淬火球墨铸铁的应用领域四、我国在adi 等温淬火球墨铸铁的研究现状及展望正文：adi 等温淬火球墨铸铁是一种高强度、高韧性的铸铁材料，广泛应用于各种工程结构件和耐磨零件的制造。

本文将对adi 等温淬火球墨铸铁的力学性能及其应用领域进行详细介绍，并分析我国在此领域的研究现状及展望。

一、adi 等温淬火球墨铸铁的概述adi 等温淬火球墨铸铁是一种经过等温淬火处理的球墨铸铁，具有较高的强度和韧性。

等温淬火是指在一定温度下保温一段时间，使铸铁组织发生相应的相变，从而提高其力学性能。

adi 等温淬火球墨铸铁的主要特点是：碳当量较低，铸态组织为铁素体基体，经过等温淬火处理后，组织中保留了大量球状石墨。

二、adi 等温淬火球墨铸铁的力学性能1.强度：adi 等温淬火球墨铸铁的抗拉强度一般在1000-1200MPa 之间，抗弯强度在700-900MPa 之间，具有较高的强度水平。

2.韧性：adi 等温淬火球墨铸铁的冲击韧性强，通常在-20℃以下仍然具有良好的韧性，因此适用于寒冷环境下的工程应用。

3.硬度：经过等温淬火处理后，adi 等温淬火球墨铸铁的硬度一般在HRC40-50 之间，具有较好的耐磨性。

三、adi 等温淬火球墨铸铁的应用领域adi 等温淬火球墨铸铁因其优异的力学性能，在许多领域都有广泛的应用，如：1.汽车行业：用于制造发动机零件、齿轮、壳体等高强度、高韧性零件。

2.矿山机械：用于制造颚式破碎机、圆锥破碎机等耐磨零件。

3.工程机械：用于制造履带板、驱动轮、支重轮等高强度、高韧性零件。

4.石油化工：用于制造高压管道、阀门、泵体等抗磨损、抗腐蚀零件。

四、我国在adi 等温淬火球墨铸铁的研究现状及展望我国在adi 等温淬火球墨铸铁的研究方面已取得一定的成果，但在某些方面与国际先进水平还存在一定差距。

adi等温淬火球墨铸铁力学摘要：1.ADI 等温淬火球墨铸铁的概述2.ADI 等温淬火球墨铸铁的力学性能3.ADI 等温淬火球墨铸铁的应用领域正文：【概述】ADI 等温淬火球墨铸铁，即Austempering Ductile Iron，是一种在奥氏体相区进行等温淬火的球墨铸铁。

这种材料在保留了球墨铸铁的高强度和耐磨性的同时，还具有很好的韧性和耐疲劳性，因此在许多工业领域得到了广泛的应用。

【力学性能】ADI 等温淬火球墨铸铁的力学性能主要表现在以下几个方面：1.高强度：ADI 等温淬火球墨铸铁的强度可以达到1200-1800MPa，这得益于等温淬火过程中奥氏体的形成和随后的相变。

2.高韧性：由于等温淬火过程中产生的奥氏体相变，使得ADI 等温淬火球墨铸铁具有良好的韧性，可以有效防止材料的断裂和破损。

3.耐磨性：ADI 等温淬火球墨铸铁的耐磨性主要来源于其球墨铸铁基体的微观结构，这种结构可以有效地减少材料表面的磨损。

4.耐疲劳性：ADI 等温淬火球墨铸铁在反复应力的作用下，不容易产生疲劳破坏，因此具有很好的耐疲劳性。

【应用领域】由于ADI 等温淬火球墨铸铁的优异力学性能，使其在许多工业领域得到了广泛的应用，主要包括：1.汽车工业：ADI 等温淬火球墨铸铁可以用于制造汽车的轮毂、齿轮、轴承座等部件，提高汽车的运行效率和安全性。

2.机械工业：ADI 等温淬火球墨铸铁可以用于制造各种机械设备的关键部件，如轴类零件、齿轮、联轴器等，提高设备的运行效率和寿命。

3.铁路运输：ADI 等温淬火球墨铸铁可以用于制造铁路车辆的各种部件，如轮轴、齿轮、轴承座等，提高铁路运输的安全性和效率。

4.石油化工：ADI 等温淬火球墨铸铁可以用于制造石油化工设备的各种部件，如阀门、泵、压缩机等，提高设备的运行效率和安全性。

ADI技术应用适用哪些铸件？一、等温淬火球铁（ADI）技术的先进性等温淬火球铁ADI是英文Austempered Ducile Iron的缩写,国际上简称ADI,是一种高强度、高韧性的新型机械工程材料。

60年前，人类首次使铸铁的片状石墨向球状石墨转变，诞生了球墨铸铁，从而极大限度地提高了铸铁材料的力学性能。

这是铸铁冶金史上的第一次革命。

20世纪七十年代初，人们把钢的等温淬火工艺移植到球墨铸铁的热处理中，使球铁的基体组织在中温转变区产生针状铁素体和残余奥氏体组织，这就是人们所称谓的“等温淬火球铁”。

这种新兴机械工程材料具有强度高（其抗拉强度由800 MPa提高到1600MPa，）、韧性高（伸长率由2%提高到10%以上），冲击韧度由10J/c㎡提高到120J/cm2以上。

吸振性好，耐磨性好，弯曲疲劳和接触疲劳强度高（和低合金钢相当），质量轻（比钢轻10%），节能，节材，成本低等一系列独特优点。

其综合性能明显的高于普通球铁和锻钢，等温淬火球铁的成功开发被认为是铸铁冶金领域的第二次革命。

引起了世界工程界的极大关注，目前已在汽车、铁路、农机、军工、石油、矿业机械、工程机械、风电工业、及耐磨材料等行业得到了越来越多的应用。

ADI材料可以称之为金属材料产业的明日之星。

美国学者认为这项高新技术的应用加上球铁、蠕铁的发展已让世界进入了新铁器时代。

1、ADI属国家重点支持的八大高新技术产业之一的高性能金属材料。

ADI产品应用的材料为等温淬火球铁,属高性能金属材料,普通球铁经等温淬火热处理后，材质性能指标与低合金锻钢相当。

ADI已成为21世纪世界各国关注的热点材料和技术之一。

发展ADI产业符合国家产业政策。

公司被认定高新企业，可享受国家诸多税收优惠政策。

（如15%企业所得税等）2、ADI具有比较同类锻钢材料生产过程能耗低、成本低、重量轻、耐磨性好的特点。

ADI产品的生产工艺流程为：铁矿石―炼铁高炉熔炼―高纯生铁―电炉熔炼―浇铸成型毛坯―等温淬火处理―合格ＡＤＩ球铁毛坯―机械加工―产品。

随着对治理污染、节能减排的日益重视，以及强制性国家标准《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值（GB1589-2016）》的发布实施，汽车轻量化的要求越来越严格。

汽车行业在加强对铝镁合金轻金属材料应用研究同时，也将目光关注到强度重量比高的ADI材料。

汽车工业的发展，及汽车轻量化和新能源汽车的增长，为我国ADI材料的应用，提供了良好发展机遇。

1 等温淬火球墨铸铁1.1 等温淬火球墨铸铁材料及性能等温淬火球墨铸铁，是一种由球墨铸铁通过等温淬火热处理，得到以奥铁体为主要基体的强度高、塑韧性好的铸造合金，等温淬火球墨铸铁也称奥铁体球墨铸铁。

等温淬火球墨铸铁材料屈强比（Rel/Rm）高于一般金属材料，综合力学性能优异。

ADI从系统研究、开发至今已40余年了，经历了试验研究、开发应用和产业化生产三个阶段。

由于ADI具有强度高、塑性好、动载性能高、耐磨性及吸震性好等优点，发展很快，应用范围逐步扩大。

1.2 材料标准及牌号世界各国相继颁布了等温淬火球墨铸铁性能标准，并逐步改善修订。

美国材料试验学会(ASTM)在上世纪90年代颁布了ASTM A897/A897M-90ADI，并在2006年进行了修订，美国汽车工程师学会(SAE)在2004年5月对J2477 ADI铸件标准进行了修订。

欧洲标委会(CEN)在1997年制定了ADI的标准，2000年进行了修订EN1564。

国际标准ISO1995年提出ADI标准草案，2005年正式公布;ISO17804：2005奥铁体球墨铸铁件的分级标准，附录中规定了JS/HBW400和IS/HBW450两个牌号的ADI，用于要求硬度高，需要抗磨、耐磨场合的零件。

我国于2009年制定了等温淬火球墨铸铁件国家标准GB/T24733-2009,修改采用ISO17804：2005《铸造奥铁体球墨铸铁分类》，并参照了美国ASTM A897/A897M-2006《等温淬火球墨铸铁件标准规范》，SAEJ2477-2004《汽车等温淬火球墨铸铁（ADI）件》和AGMA939-A07 5/06《齿轮用等温淬火球墨铸铁（ADI）》等国外先进标准的相关条款。

adi 等温淬火球墨铸铁材料
adi等温淬火球墨铸铁材料是一种耐磨、耐腐蚀的特种材料，它以球墨铸铁铸件为主要原料，通过高温等温淬火的方式制成的。

它具有良好的耐磨性、耐腐蚀性以及良好的抗冲击性能，广泛应用于食品、化工、汽车制造等行业，是当今许多工业部门中使用最为广泛的一种金属材料。

adi等温淬火球墨铸铁材料是由球墨铸铁加工而成的，它包含有3-4%的碳，2.5-3.5%的硅和1-1.5%的铬，还有少量的磷、镁和锰等微量元素。

adi等温淬火球墨铸铁材料在熔融时具有很好的流动性，冷却后具有较高的硬度，这使其具有良好的耐磨性和抗冲击性能。

此外，adi等温淬火球墨铸铁材料也具有优异的耐腐蚀性能，可以有效抵抗腐蚀性气体、液体及大气中的细菌和微生物的侵蚀。

另外，它具有极佳的热强度，可以承受高温环境，是船舶、汽车、火车和机械设备等行业的首选材料。

adi等温淬火球墨铸铁材料的加工性能也很好，它可以热加工、冷加工和焊接，并能够获得优良的装配性能。

它可以通过拉伸、压缩、冲压、冲击、切割、车切和铣切等加工形式加工成不同的铸件和零件。

因此，adi等温淬火球墨铸铁材料是目前市场上应用最为广泛的一种特种材料，它的优点包括良好的耐磨性、耐腐蚀性和抗冲击性能，另外它还具有良好的加工性能和热强度，可以满足各种行业的需求，为工业部门提供了良好的工作条件。

奥贝球铁(ADI)等温淬火连续生产线摘要：本文介绍了奥贝球铁(ADI)等温淬火连续生产线的工艺流程和设备配置，分析了该生产线的优点和应用前景，同时探讨了在实际生产中遇到的问题及解决方法。

通过实验验证，证明了该连续生产线能够满足ADI的生产需求，提高了生产效率和产品质量。

关键词：奥贝球铁(ADI)；等温淬火；连续生产；优点；应用前景；问题解决正文：一、引言奥贝球铁(ADI)是一种新型的高性能材料，在汽车、机械、航空航天等领域得到广泛应用。

ADI具有高强度、高硬度、高韧性和良好的阻尼性能等优点，但传统的生产工艺需要多次处理，生产效率低，成本高。

为此，研究开发了ADI等温淬火连续生产线，能够满足生产的需求。

二、工艺流程该生产线主要包括铸造、等温淬火、热处理和最终加工等步骤。

其中，铸造采用真空铸造或压力铸造，制备出ADI毛坯。

等温淬火是该生产线的核心工艺，将毛坯加热至Austenite区，等温保温，然后急速冷却至贝氏体区。

热处理是通过高温回火或的退火处理，调节ADI材料的硬度和韧性，最终加工则通过机械加工或表面处理等方法进行。

三、设备配置该生产线主要包括：真空或压力铸造设备、等温淬火炉、热处理炉、自动化输送系统、质量检验设备等。

其中，等温淬火炉采用先进的控温系统，保证温度控制精度高，急冷系统采用液氮等媒介，快速降温速率能够达到50℃/s以上。

四、优点和应用前景①生产效率高：该生产线可以实现自动化连续生产，缩短生产周期，提高生产效率。

②产品性能优良：针对不同要求，可以进行适当的热处理和淬火，从而提高产品的硬度、韧性和阻尼性能。

③应用前景广泛：ADI具有强度高、韧性好、耐磨性能强等优点，可广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域，具有发展潜力。

五、问题与解决在实际生产中，主要遇到以下问题：①等温淬火温度不均匀：采用高精度温控系统和优化的急冷方式，解决了这一问题。

②等温保温时间难以控制：采用先进的生产管理系统，实现对等温保温时间的精确控制。

adi 等温淬火球墨铸铁材料
adi等温淬火球墨铸铁材料是一种多用途材料，它可以用于制造范围极广的产品。

它可以用于制造建筑和工业类产品，包括但不限于空调，热水系统，管道阀门，儿童车等。

它的特点是抗腐蚀性能好，耐高温性能好，耐磨性好，不易变形，价格合理。

adi等温淬火球墨铸铁材料的制作过程非常复杂，众多部分的工艺需要经过精心组合，方能获得最佳效果。

制作此类材料需要以碳钢为原料，并经过冶炼、炼球、淬火、物理化学处理等复杂工序，完成材料的制作。

由于碳钢的特性，通过淬火处理可以使材料变得更加坚硬，抗腐蚀性更强，耐高温性能更好，耐磨性更好，不易变形，更有利于实现节能、降耗效果。

adi等温淬火球墨铸铁材料除具有优良的力学性能外，还具备卓越的韧性，能有效抵抗细小裂纹的产生，从而提高使用寿命。

此外，这种材料还具有良好的焊接性能，可以较好地满足复杂结构焊接的要求。

此外，adi等温淬火球墨铸铁材料采用了高精度的抛光处理，使其表面光滑，对环境无污染，美观大方，受欢迎程度非常高。

综上所述，adi等温淬火球墨铸铁材料具有抗腐蚀性好、耐高温性能好、耐磨性好、不易变形等特点，是制造室内外设施的理想材料，在住宅建筑，工业建筑，农业建筑等多种场景中均有广泛应用。

同时，它的制作过程复杂，技术要求较高，技术处理和测试工作都非常耗时，因此价格更是较高。

总之，adi等温淬火球墨铸铁材料是一种优质的铸铁材料，深受
用户青睐。

它比普通铸铁材料具有更强的性能，更符合用户要求，不仅可以用于建筑工程，还可以用于工业设备和汽车行业，是制造室内外设施的最佳选择。

等温淬火球墨铸铁关键技术应用（上）一、等温淬火球铁（ADI）的几个基本认识及性能特点1．几个基本认识1）等温淬火球铁是把健全的球墨铸铁件进行等温热处理，以获得优异的综合力学性能，因此其前提是健全的球墨铸铁件。

2）合金元素对球铁力学性能有重要影响，但对等温淬火球铁（ADI）没影响。

等淬的目的是就是利用热处理技术改变铸铁的基体组织，提高力学性能，节省合金元素。

加入合金元素的目的是提高淬透性。

3）球铁原始基体组织对等淬球铁的力学性能没影响，但对变形有影响，因铁素体和珠光体变形量是不一样的，其线性增长量是铸态基体组织和等温温度的函数（见下图）。

为了提高加工刀具寿命和控制变形，美国通用汽车公司在生产ADI后桥齿轮时，铸件经退火以获得100%的铁素体。

试验表明，在试样热透后保温15分钟，已足以使基体完全奥氏体化。

4）球化率、球数对ADI冲击、疲劳等动态力学性能影响很大，强度愈高，影响愈显著。

因此，对球化率及石墨球数的要求比普通球铁高，球化率要求90%以上（见表1、表2）。

表1 石墨球化分级对稀土球墨铸铁疲劳极限和小能量多冲性能的影响球化分级力学性能1级(>95%) 2级(>90%) 3级(>80%) 4级(>70%) 5级(>60%) 疲劳极限/MPa 286 274 265 251 222不同冲击功的冲断次数×103冲击吸收功为2.453J 8.0 6.05 3.89 2.51 1.02 冲击吸收功为1.962J 11.7 10.5 8.8 4.7 0.99 冲击吸收功为1.472J 17.7 16.0 15.8 9.8 3.5 冲击吸收功为0.981J 94.3 99.0 74.9 29.7 6.66表2 石墨球大小、球数对等温淬火球墨铸铁弯曲疲劳强度的影响炉号500个石墨球中大小分布（％）平均球径/×10-3 mm球数/mm2奥铁体显微硬度HV弯曲疲劳极限/Mpa <0.01mm 0.01～0.02mm0.02～0.03mm0.03～0.04mm0.04～0.05mm0.05～0.06mm>0.06mm63 1 14.7 48 22 14 0.3 28.43 170.69 512 250～26064 2.2 36.3 42.8 10.2 5.3 1.7 1.5 25.88 172.01 551 28065 12.8 38.2 39.8 8.5 0.7 19.64 262.08 548 3505）等温淬火球铁各牌号主要靠不同等温温度获得，与化学成分关系不大，即同一成分球铁用不同等温淬火温度可生产不同牌号ADI。

等温淬火球墨铸铁——ADI薄鑫涛【期刊名称】《热处理》【年(卷),期】2016(31)4【摘要】经等温淬火处理的球墨铸铁在国际上称为（Austempered Ductile Iron），简称ADI。

等温淬火球墨铸铁是一种由球墨铸铁通过等温淬火，得到以奥铁体（Ausferrite）为主要基体，具有强度高、韧性好的铸造合金，等温淬火球墨铸铁也称奥铁体球墨铸铁，也有人称为奥氏体一贝氏体球墨铸铁（奥一贝球铁）。

其热处理过程：将球墨铸铁加热到A。

以上，保持一定时间，然后以避免产生珠光体的冷速快冷至一定温度（高于Ms），并保温一定时间，使球墨铸铁得到针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体，允许少量其他组织（如马氏体、碳化物）存在，但以不影响所要求的力学性能为准则。

其属于一种力学性能范围宽广的高级铸铁，具有高强度、高韧性和较好的塑性等特点。

目前大致有三类，见表1。

【总页数】1页(P46-46)【关键词】等温淬火球墨铸铁;ADI;贝氏体球墨铸铁;力学性能;热处理过程;针状铁素体;奥铁体;淬火处理【作者】薄鑫涛【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TG143.5【相关文献】1.等温淬火球墨铸铁(ADI)的标准及进展 [J], 张忠仇;曾艺成;李克锐2.等温淬火球墨铸铁(ADI)曲轴的开发 [J], 王守河;张东;张霖3.圆角滚压强化工艺在等温淬火球墨铸铁(ADI)曲轴上的应用 [J], 张东;张春雨;李永真4.奥氏体回火温度对等温淬火球墨铸铁(ADI)高速切削加工性能的影响研究 [J], 吴少华;郭旭红;石皋莲5.等温淬火球墨铸铁及水平连铸型材ADI的发展 [J], 张忠明;王刚;徐春杰;王锦程因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。