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奥贝球铁ADI的调研报告一、什么是奥贝球铁（ADI）？等温淬火球墨铸铁（Austempered ductile iron, ADI）通常称为奥贝球铁，是球墨铸铁经等温淬火工艺得到的奥氏体+贝氏体组织为主的高强度铸铁。
球墨铸铁：铁素体+珠光体+石墨球ADI：贝氏体（针状铁素体）+残余奥氏体★球墨铸铁：球化率1-3级，球径大小：6-7级；★ADI中，针状铁素体和残余奥氏体的组织粗细及比例决定了铸铁不同的力学性能。
二、奥贝球铁有哪些优异的性能？2.1 优异的机械性能★高强度。
同样延伸率下，其强度是普通球墨铸铁的2倍；优于或者相当于碳钢、低合金钢的强度。
等温淬火热处理工艺★高硬度。
大大高于普通球墨铸铁，与中高碳钢相当。
★优越的耐磨性，优越的疲劳强度和断裂韧性，减震吸音性好等，这些特点使得ADI已经代替锰钢、合金钢等应用于车辆、工程机械上。
2.2 优越的材料性能★比重小。
因为含有一定量的石墨，密度约为7.1g/cm3，同样尺寸的零件较钢件轻10%左右。
★成本低。
相比锻件、焊接件等，ADI材料具有优良的铸造性，能够制造出实际形状和尺寸更接近设计要求的无余量零件，既降低了材料成本，也节省了加工成本。
三、如何得到奥贝球铁，其原理如何？3.1 普通球墨铸铁选择合适的化学成分，熔炼→球化→孕育，得到普通球墨铸铁。
3.2 等温淬火工艺★A→B：P+α-Fe→γ-Fe.奥氏体化（＞A C1）：相变，碳的扩散；★B→C：奥氏体均匀化，碳的扩散；★C→D：淬火，避免得到珠光体★D→E：γ-Fe→下贝氏体（针状铁素体）+A残（残余奥氏体）等温淬火：温度、时间★E→F：空冷。
可能存在残余奥氏体的转化。
3.3分析★设备条件：密闭进行，防止加热过程中铸件与外界反应，影响组织与性能；加热炉与盐浴炉控制稳定：加热过程中铸件变化稳定、可预见，便于设计铸件尺寸。
★淬火介质：常用的热处理淬火介质有：油、气体、熔盐等。
➢油：不能长时间在280度以上工作，不适用于ADI的制备；➢气体：要求：防腐蚀、防氧化；冷却效率低；➢熔盐：优点：温度控制范围宽，操作简单；缺点：腐蚀性、污染环境、铸件需要清洗；常用的淬火介质：（1）55%硝酸钾+45%亚硝酸钠，熔点143℃，应用温度范围：160-550℃；（2）50%硝酸钠+50%硝酸钾，熔点220℃，应用温度范围：280-550℃.四、工艺关键点及其影响4.1 化学成分★化学成分对于ADI组织和性能的影响主要有以下三个方面：（1）偏析；（2）等温处理时ADI组织对时间的敏感性；（3）淬透性；★主要化学元素的影响作用简述及建议值：碳元素：碳能稳定奥氏体；含碳量过高会造成石墨漂浮；建议值：3.5-3.7%硅元素：硅在等温淬火转变时抑制碳化物的析出而产生更多的针状铁素体,并且在等温淬火球墨铸铁中含有更高的硅量可以改善韧性和具有较宽的热处理工艺带。
![一种高性能铸态奥贝球铁及其生产方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/4eee0d3a591b6bd97f192279168884868762b869.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710806534.7(22)申请日 2017.09.08(71)申请人 辽宁华岳精工股份有限公司地址 117000 辽宁省本溪市本溪满族自治县小市镇北方曲轴13号（铁东路70号）申请人 大连理工大学(72)发明人 张兴国 蔡勇 周秉文 刘恒乐 孟令刚 孟宪军 亚斌 张国辉 房灿峰 张宝昌 (74)专利代理机构 大连智高专利事务所(特殊普通合伙) 21235代理人 祝诗洋(51)Int.Cl.C22C 37/04(2006.01)C22C 37/10(2006.01)C22C 33/08(2006.01)B22C 9/22(2006.01)C21D 6/00(2006.01)F16C 3/08(2006.01)(54)发明名称一种高性能铸态奥贝球铁及其生产方法和应用(57)摘要本发明提供一种高性能铸态奥贝球铁及其生产方法和应用。
本发明以球墨铸铁壳型铸造为基础，根据铸件尺寸以及脱壳时间限定贝氏体形成元素Mo、Ni和Cu元素的加入量范围，通过对脱壳时间、冷却与保温工艺的精细控制，最终确定适合具有复杂形状特征的铸态奥贝球铁生产方法。
采用本发明方法获得的铸态奥贝球铁具有优良的综合力学性能，抗拉强度超过900MPa、屈服强度不低于600MPa，伸长率大于4％，冲击韧性大于65J/cm 2；铸态下获得的奥贝球铁的布氏硬度为为250～310HBS，满足机械加工的要求。
本发明方法制备的铸态奥贝球铁可用于承受大载荷、安全系数要求高的各种金属部件，尤其适用于高性能发动机曲轴。
权利要求书1页 说明书5页 附图1页CN 107723583 A 2018.02.23C N 107723583A1.一种高性能铸态奥贝球铁，以球墨铸铁为原料，经铸件冷却过程工艺控制而获得，所述球墨铸铁包括下列质量百分比的化学成分：C 3.0-4.5％，Si 2.0-3.5％，Mn 0.2-0.4％，P<0.05％，S<0.02％，Mg<0.06％，Mo 0.3-0.6％，Ni 0.5-2.0％，Cu 0.5-2.0％，余量为Fe。
铌作为钢和铁的合金元素被使用由来已久。
铌被加入到奥氏体不锈钢中，以改善奥氏体不锈钢的抗晶界腐蚀能力。
这种含铌奥氏体不锈钢被用于制造化工和石油工业的大型设备。
铌加入到镍铬基和钴基高温合金中，可提高其高温稳定性和高温强度。
近二十年铌在材料中的应用得到了进一步的发展，〔1〕由于铌可以推迟先共析铁素体的析出，并大大延迟奥氏体开始转变为珠光体的时间，在低合金钢中加入0.05%~0.10%的铌，在铸态下得到贝氏体钢，免去了贝氏体化热处理过程；〔2〕由于铌可以显著提高铸钢的高温组织稳定性，而被用于铸钢轧辊的生产中。
含1.5%Nb的轧辊的使用寿命是高铬铸铁轧辊寿命的3倍；〔3〕铌在高温合金中的应用也引人注目，含35%Ni、25%Cr的Fe-Ni-Cr-Nb合金有极好的组织稳定性、蠕变断裂强度和抗碳化及还原性，可在1130℃下的空气中使用；〔4〕铌对组织稳定性的贡献还受到生物合金工作者的重视，铌加入到钛合金中，以提高其抗腐蚀性，这种钛合金被用作牙齿材料；〔5〕在AL203纤维增强金属间化合物基复合材料中，Nb2Al+NbAl 被认为是比较好的基体组织；〔6〕在航天工业中，C103(Nb 1.0% Hf1% Ti0.5% Zr)铌合金由于在1500℃的高温下仍然具有大于50MPa的强度，被用来制造高性能火箭发动机辐射冷却推力室和喷管延伸段以及连接法兰环等；〔7〕铌在微合金化钢中的应用发展也很快，特别是在冷轧汽车薄板生产中取得了长足进步。
本文详细介绍铌在铸铁中应用的研究结果，并对铌在铸铁中的应用前景进行探讨。
一、铌对灰铸铁组织及力学性能的影响采用高频感应电炉熔炼和湿型浇注研究了铌对3.0%～3.4%C、1.8%～2.0%Si、0.7%～0.9%Mn灰铸铁力学性能及耐磨性的影响，结果如图1至图4所示。
研究结果表明，灰铸铁的抗拉强度、抗弯强度和冲击韧性都随着铌含量的增加而提高，当灰铸铁中含铌量高于0.25%时，其各项性能明显提高。
奥贝球铁件组织、性能与热处理方法简介近两年计量理化室陆续接到材料牌号为A-B QT900-7（奥贝球铁）的铸铁件在安装过程或售后出现质量问题的情况反馈，要求理化室进行失效分析，如：左下支架—第二前减震器。
分析过程中我们发现相关部门及配套生产厂对该牌号铸铁了解甚少，实际送来检验的失效件都是普通球铁（铁素体球铁），没有一例是奥贝球铁。
下面我将对奥贝球铁材料的组织、性能及热处理方法做一简单介绍。
一、奥贝球铁：奥贝球铁是铸造业技术发展的趋势，因其综合机械性能远超现有同类材料，大幅度地降低材料消耗，提高产品质量和寿命，同时价格与同类钢件相比低很多，所以欧美等发达国家已在汽车关键零部件、机械矿山、火车零部件等领域广泛应用。
我们遇到的A-B QT900-7牌号，只是奥贝球铁的一种。
“A-B”是奥氏体和贝氏体组织的简称，表明该球铁的基体组织为奥氏体+贝氏体，以示与其它球铁的区别；“QT 900-7”表明该牌号的球铁抗拉强度要达到900N/mm2以上，延伸率达到7%以上。
我厂常用的铁素铁球铁抗拉强度在450 N/mm2左右，延伸率在10%-15%。
由此可见，奥贝球铁材料具有较高的抗拉强度，较好的综合力学性能。
二、奥贝球铁的热处理工艺：球墨铸铁的一个优点就是可以像钢一样利用各种热处理方法改善金属基体组织，达到提高机械性能的目的。
奥贝球铁就是在铸造得到球墨铸铁后，又对球墨铸铁进行了等温淬火热处理后得到的。
等淬热处理使球墨铸铁的基体组织由铁素铁+珠光体转变成奥氏体+贝氏体，从而提高了机械性能。
奥贝球铁的热处理工艺一般是：在900℃左右保温一段时间，使基体组织奥氏体化，然后再在300℃左右温度等温一段时间（一般在硝盐炉中进行等淬），然后空冷完成的。
不同牌号的奥贝球铁等淬温度不同。
三、奥贝球铁件的质量检验：目前对奥贝球铁件的质量检验，我们依据的是集团公司标准Q/CAYJS-25-1998《奥氏体-贝氏体球墨铸铁铸件技术条件》。
1996年吉 林 工 业 大 学 学 报Vo l.26第2期JOU RNAL OF JILIN UNIVERSIT Y OF TECHNOLOGY总第82期球铁焊缝金属贝氏体相变及组织结构特点*孙大谦 周振丰 任振安(金属材料工程系)摘 要 研究了球铁焊缝金属贝氏体相变及组织结构特点。
试验结果表明,焊缝金属贝氏体相变依据等温时间不同分为三个阶段。
第一阶段焊缝的基体组织为马氏体、贝氏体铁素体和残余奥氏体,第二阶段的组织为贝氏体铁素体和残余奥氏体,第三阶段的组织为贝氏体铁素体、残余奥氏体和碳化物。
此外,还讨论了球铁焊缝金属贝氏体相变的有关机理。
关键词 贝氏体相变 奥-贝球铁焊缝 焊缝组织随着新型材料奥氏体-贝氏体球墨铸铁(简称奥-贝球铁)在生产上的广泛应用〔1,2〕,奥-贝球铁的焊补便成为亟待解决的问题。
从相变角度看,奥-贝球铁实际上是贝氏体相变的产物,而球铁焊缝金属贝氏体相变及组织结构特点是研究奥-贝球铁焊接的重要基础,但迄今为止尚未见到有关这方面的研究报道。
本文通过等温热处理方法研究了球铁焊缝金属贝氏体相变过程,并采用电子显微镜研究了焊缝金属的组织结构特点,其目的旨在为研究奥-贝球铁焊缝的力学性能提供必要的理论依据。
1 试验材料、方法及设备试件为120mm×110mm×16mm的球墨铸铁板。
为了模拟铸造缺陷,在试板中心钻一Á20m m深8mm的孔。
试验焊条为Á5m m的H08A焊芯外涂含有造渣剂、球化剂、石墨化剂等成分的药皮。
焊缝成分为C3.7%,Si3.4%,Mn0.4%,RE0.012%, S<0.015%,P<0.015%和微量的Ca,Ba,Al,Bi。
在冷焊条件下,采用试验焊条连续填满试板上的孔,焊后自然冷至室温并切取16 mm×10mm×10m m焊缝试样。
将焊缝试样在电炉内进行900℃保温60m in奥氏体化处理后,立即放入370℃盐溶炉内进行等温处理。
球铁成分硬度-回复球铁成分：硬度引言：球铁是一种常见的金属材料，由于其优异的力学性能和可加工性，被广泛应用于各个行业。
而球铁的硬度作为其重要的性能指标之一，对其在实际应用中的使用起着至关重要的作用。
本文将以球铁成分中的硬度为主题，从原理、检测方法和影响因素等方面进行分析，以期更好地理解球铁硬度的背后故事。
一、硬度的原理：硬度是材料抵抗表面塑性变形或穿刺形成硬度印痕的能力。
球铁的硬度常用Rockwell硬度（HR）和Brinell硬度（HB）两种进行表征。
Rockwell 硬度测试使用一颗钢球或钻头压入试样表面，通过测定材料抵抗压痕深度来确定硬度值。
而Brinell硬度测试则是使用一个硬度钢球以特定载荷压入试样表面，再通过测量钢球压痕的直径来计算材料的硬度值。
两种测试方法各有优缺点，具体应用场景根据需要选择。
二、硬度的检测方法：1. Rockwell硬度测试：Rockwell硬度测试通常使用HRB（钢球钻头）、HRC（钨钢球钻头）和HRA（钻石金碟钻头）几种硬度标度。
测试过程中，钻头先用轻微压入试样表面形成预加载，然后施加标准载荷进行主加载，等待一段时间后卸载。
通过测量厚度变化来计算材料的硬度值。
这种测试方法简便快捷，适用于大批量生产和现场检测等情况。
2. Brinell硬度测试：Brinell硬度测试使用长时间（一般为15-30秒）施加标准载荷的方法进行，能够获得更准确的硬度值。
该测试方法在钢铁、有色金属、铸造件等领域被广泛应用。
通过测量硬度钢球压痕的直径和载荷值的比例，计算材料的硬度值。
这种测试方法需要专门的设备进行操作，适用于实验室等环境。
三、影响球铁硬度的因素：1. 成分：球铁的硬度受其成分的影响。
一般来说，球铁中碳含量越高，硬度也越高。
碳元素可以通过形成碳化物来增加硬度，并使球铁具有较好的耐磨性。
此外，球铁中的硅、锰等元素也会对硬度产生一定的影响。
2. 热处理：热处理是球铁改善硬度的重要工艺措施之一。
贝氏体球铁的研究现状与展望时间:2008-10-07贝氏体球墨铸铁，由于具有优异的综合力学性能，被誉为近30年来铸铁冶金方面的重大成就之一，被越来越广泛地应用于各工业部门。
本文综合介绍贝氏体球铁的研究和发展概况及其主要生产方法，旨在推动我国贝氏体球铁的研究和应用。
1 贝氏体球铁的产生、发展与应用贝氏体球铁主要分为两大类：一类是以奥氏体＋贝氏体为基体组织的贝氏体球铁，称为奥贝球铁(Austempered Ductile Iron)，简称ADI。
这种材料具有较高的强度高同时具有一定的耐磨性。
另一类是以贝氏体＋少量碳化物为基体组织的贝氏体球铁，称为贝氏体球铁(Bainite Ductile Iron)，简称BDI。
这种材料具有很好的耐磨性，同时具有一定的强度和韧性。
1949年W.W.Braidwood就曾预言，针状组织(贝氏体)铸铁可能是机械性能最好的铸铁。
随后，美国国际收割机公司于1952年曾用这种球铁代替铸造高锰钢生产军用履带。
但在此后的20年间，由于这种材料的需要有限，在工业生产中很少应用，致使它的发展基本上处于停滞状态。
直至60年代末70年代初，国际上才重新开始这种材料的研究， 1977年M.Johansson 宣布芬兰Kymi-kymmene公司所属的Karkkila铸造厂开发了一种使用性能优异的新型球铁，即奥氏体－贝氏体球墨铸铁，并在美、英、法、加等13个国家申请了专利。
这一报导引起了广泛重视，各国从不同角度进行了规模巨大的研究工作。
目前生产贝氏体球铁的方法已由过去的等温淬火单一方法发展到连续冷却淬火和合金化铸态等多种方法。
我国是最早研究和应用贝氏体球铁的国家之一，一些高等院校和科研单位相继研制成功这种新材质并将其应用于生产实践。
贝氏体球铁优异的综合力学性使其具有非常广泛的用途，如用在耐磨、耐冲击、高强度、高韧性和耐疲劳的场合。
在大齿轮方面，贝氏体球铁甚至可以完全代替渗碳钢，在某些条件下比渗碳钢作用更好。
在震动和冲击的情况下，贝氏体球铁的减震、阻碍裂纹扩展能力使渗碳钢无法比拟。
此外，在润滑困难或无润滑的恶劣条件下，贝氏体球铁的自润滑能力也表现出特殊的优越性。
含有一定数量奥氏体的奥贝球铁很适合应用于机车车轮、碾轮、滑块等场合，在这些场合中加工硬化大大提高了工件硬度，同时提高了耐磨性。
不同于表面硬化处理的钢件，奥贝球铁始终维持着硬的表面层，而表层下面仍保持着原有的韧性。
由于高强度、高韧性和良好的低温冲击性能，奥贝球铁还适用于曲轴、凸轮轴、链轮以及大型柴油机的卡盘扳手等。
还能满足破碎机、推土机、挖掘机和农业机械等易磨损部位提出的抗磨损、抗冲击和抗疲劳的要求。
此外，奥贝球铁还在模具、活塞环、轧钢机导轨、起重臂、水泵等方面得到了应用。
含有一定数量碳化物的贝氏体球铁作为矿山球磨机磨球材料已经得到普遍认可，这种材料不仅由于具有一定的抗冲击能力而避免了碎球，同时由于具有一定的耐腐蚀性能具有比高铬铸铁更好的抗腐蚀耐磨性。
此外，这种材料还适于生产湿磨条件下的抗磨铸件，如泥浆泵等。
2 贝氏体球铁的化学成分为了获得贝氏体组织，通常需要加入Mn、Mo、Ni、Cu、B等影响着球铁C曲线的合金元素。
碳具有稳定奥氏体，延缓贝氏体转变，改变上贝氏体的下限温度，并对残留奥氏体的稳定性有决定性的影响。
而残留奥氏体的数量和含碳量对拉伸强度、韧性、加工硬化速度、抗应变马氏体转变的能力和低温组织的稳定性有着重要的影响。
此外，碳是石墨形成元素，高的含碳量可阻碍渗碳体的析出。
硅能降低碳在奥氏体中的溶解度，降低过冷奥氏体的稳定性，加速相变，因而缩短珠光体和贝氏体转变的孕育期。
硅还提高共析转变温度，扩大共析转变温度范围[7]。
此外，硅还是石墨化形成元素，不仅能抑制贝氏体转变过程中碳化物的析出，而且能细化石墨球，增加铁素体量，促进贝氏体转变形成细针状贝氏体，从而提高球铁的机械性能。
但是，若硅的含量过高，则韧性急剧下降。
锰扩大γ区，强烈降低共析转变和马氏体转变温度，提高奥氏体的稳定性，使C曲线右移，显著提高淬透性。
锰还使高温相变区和中温相变区分离，并使上、下贝氏体相变区明显分开。
但锰是结晶正偏析元素，容易富集在共晶团边界，不完全淬火后，在该处形成马氏体、奥氏体和碳化物的混合组织，显著降低塑性和韧性，强度也有所下降。
研究指明，通过适当增加硅量、强化孕育等措施可使含锰量0.6～0.8%的球铁获得较理想的贝氏体组织和性能。
钼是生产贝氏体球铁最常用的合金元素。
钼是碳化物形成元素，偏析程度比锰更强烈，更容易产生共晶碳化物，而且这种碳化物非常稳定。
因此，钼也降低球铁的强度和塑韧性。
但钼的最大优点是良好的淬透性，强烈抑制珠光体转变而对贝氏体转变的影响微不足道。
镍和铜都扩大γ区，形成固溶体，阻碍奥氏体分解，降低冷脆转变温度，还能在等温转变过程中抑制贝氏体中碳化物的形成，显著地提高奥－贝球铁的塑性和韧性，并且镍提高淬透性和断面均匀性。
所以，钼常和镍、铜一起使用且能获得理想的效果。
在实际生产中，合金成分的选择主要从三个方面考虑：工件的组织性能，例如，生产以奥氏体＋贝氏体组织的高强度、高韧性奥贝球铁，应加入较高的Ni、Cu等稳定奥氏体、抑制碳化物形成的元素；生产以贝氏体＋少量碳化物组织为主的高耐磨性贝氏体球铁，应加入较多的Mo、Mn等提高淬透性的元素。
生产工艺，等温淬火奥－贝球铁可少加合金元素，以降低成本；而连续冷却淬火，特别是铸态贝氏体球铁是在连续冷却条件下发生贝氏体转变，所以应多加有利于提高淬透性的元素。
工件的壁厚，合金元素的加入量应随壁厚的增大而增加。
3 贝氏体球铁的生产工艺、组织与性能目前贝氏体球铁的生产工艺有主要有等温淬火、连续冷却淬火和铸态合金化等。
1、等温淬火工艺等温淬火工艺最初主要用于铸钢件生产，后来才用于球铁的生产上。
这种工艺的突出优点是：转变过程容易控制；避免了从奥氏体温度迅速冷却至室温可能产生的应力、畸变和脆裂现象，生产稳定。
球铁与钢相比，因为它含有较高的碳和硅，基体上分布着大量的石墨，所以球铁的贝氏体转变有自己的特点：可以通过控制奥氏体化温度来调整奥氏体含碳量；球铁等温淬火贝氏体转变时铁素体板条的生核长大无渗碳体伴随，贝氏体型铁素体不断析出时碳向奥氏体扩散导致奥氏体富碳；富碳奥氏体一定条件下可在室温下稳定存在。
最终得到基体为奥氏体－贝氏体混合组织的球墨铸铁。
贝氏体球铁中晶粒大小，奥氏体含量的多少、稳定与否以及在一定条件下是否有碳化物析出等均影响其性能。
若组织只是由铁素体和奥氏体细小共晶团形成的双重组织而没有其它脆性相组成时，则可获得最佳的强度和韧性的综合性能。
化学成分一定时，则等温淬火贝氏体球铁的组织主要取决于三个因素：等温转变温度；在等温转变区域保温的时间；转变开始时的奥氏体状态，这取决于奥氏体化温度和等温转变前的冷却条件。
这就是说，贝氏体球铁的组织取决于奥氏体含碳量和其它元素含量、偏析、晶粒大小以及由奥氏体化温度冷却至等温转变时的过程。
下面分别讨论这三个因素。
（1）奥氏体化温度与时间奥氏体化温度越高，则奥氏体含碳量越高。
如果奥氏体化温度太低或时间太短，碳化物不能完全溶解，奥氏体含碳量偏低，经等温淬火后冷却至室温容易转变成马氏体。
这样将得到强度、硬度高，而塑性、韧性和抗拉强度低的组织。
如果奥氏体化温度太高或时间太长，则导致奥氏体晶粒粗大，延缓等温转变开始，促进二次碳化物的形成。
综合考虑这两方面的因素，通常奥氏体化温度选择在930℃左右。
（2）等温转变温度随着转变温度的降低，针状铁素体量减少，组织细化，抗拉、屈服强度以及硬度均逐渐提高。
当转变温度在350～470℃时，则首先析出针状的过饱和铁素体，铁素体中不能再溶解的碳则富集在奥氏体中，这是因为较高的含硅量抑制了碳化物的析出。
这时组织中奥氏体的含碳量可高达2％，延伸率达最高值，相应的冲击韧性也达到最高值。
当超过与最高延伸率对应的转变温度时，会出现组织粗化，并逐渐转变成铁素体－碳化物，即珠光体组织，不仅降低了强度而且也降低韧性。
若转变温度太低，处于下贝氏体形成温度范围时，则碳在奥氏体内扩散缓慢，不易形成均匀的高碳奥氏体，冷却至室温得到下贝氏体、马氏体和残留奥氏体。
由于马氏体的形成，在提高强度和硬度的同时却降低了延伸率和抗拉强度。
（3）等温转变的保温时间当确定等温转变温度后，等温转变的保温时间对组织和性能的影响是很密切的。
保温时间太短则只有少量贝氏体型铁素体析出，周围未转变的奥氏体含碳量仍不高，冷却至室温时大部分转变成马氏体，造成延伸率低、硬度高、发生脆化以及抗拉强度也低的性能；保温时间太长则由于奥氏体成分趋向均匀化，硅的作用不足以抑制碳化物的析出，因而奥氏体转变成铁素体加碳化物，使奥氏体含量和延伸率降低；当保温时间合适，析出一定量的贝氏体型铁素体后，周围奥氏体富碳且均匀、稳定，最终可得奥贝组织，甚至可获得最高的奥氏体含量和最高的延伸率，而且由于高奥氏体含量可减轻由于马氏体存在而引起的脆化程度，从而提高抗拉强度。
因此，适当的等温淬火工艺不仅可以增加铁素体量，而且也因此提高了奥氏体中的含碳量而使残留奥氏体更加稳定，还能细化铁素体－奥氏体组织，获得理想的组织和性能。
但是，等温淬火工艺由于设备多、对设备的依赖性强，工艺复杂，生产周期长，目前应用开始减少。
2、合金化铸态工艺合金化铸态工艺与等温淬火工艺相比具有以下优点：大大降低了能源的消耗；避免了由于脆裂、氧化或变形等引起的成本增加；减少了对设备的依赖性，缩短了生产周期；减少了辅助工序，改善了劳动条件。
要想在铸态条件下获得理想的贝氏体组织，必须要求铸件在冷却过程中避开珠光体转变鼻子温度，以防转变成珠光体；然后又能连续地通过贝氏体区，使之形成贝氏体。
所以目前生产铸态奥－贝球铁主要的途径是加入较多的提高球铁淬透性的合金元素，通过合金化来改变C曲线的位置和形状，从而控制贝氏体球铁的最终组织。
通常加入的合金元素有镍和钼等。
合金化铸态工艺下合金元素的作用和行为与等温淬火工艺中的作用和行为基本相同，但由于铸态贝氏体是在连续冷却的条件下，跨过一个温度范围形成的，因此它在形成过程中，合金起作用的程度与等温淬火工艺时又有一定的不同。
合金元素的最佳加入量也随铸件的壁厚和冷却条件而异，铸件壁厚增加或冷却速度降低，合金的加入量应相应增加。
一般情况下，合金化铸态贝氏体球铁中镍的含量为3.0～4.0%，钼的含量为0.6～1.0%。
在铸态下获得贝氏体组织除了合金化以外，还应考虑其他因素的影响。
当成分一定时，冷却条件具有决定性的影响，冷却速度太快将得到马氏体，太慢则会转变成珠光体。
另外，铸态贝氏体球铁的碳当量在不出现石墨漂浮的前提下应尽量提高，因为高碳当量可抑制碳化物的形成，而且能细化组织，石墨球增多。
而研究[13]表明上贝氏体是在晶界形核长大、下贝氏体是在奥氏体/石墨界面上形核长大，所以高碳当量还有利于贝氏体的转变。
