QTD1400 1

Литье ADI: обзор материалов, областей применения, свойств и производственных процессов

1. Состав материала

ADI (Закаленный ковкий чугун) — это высокопроизводительный чугун, полученный из ковкого чугуна (чугуна с шаровидным графитом) с помощью специализированного процесса термической обработки, называемого austempering. Основной материал, ковкий чугун, содержит графитовые шарики, которые повышают пластичность и прочность по сравнению с традиционным серым чугуном. Уникальная микроструктура ADI, называемая аусферритом, состоит из игольчатого феррита и стабилизированного углеродом аустенита, что достигается с помощью контролируемой термической обработки.

2. Основные приложения

Отливки ADI широко используются в различных отраслях промышленности благодаря их исключительным механическим свойствам и экономической эффективности:

Автомобилестроение: шестерни, компоненты трансмиссии, коленчатые валы, детали подвески (например, рычаги управления) и распределительные валы выигрывают от легкой прочности и усталостной стойкости ADI.

Строительство и горнодобывающая промышленность: зубья ковшей, износостойкие пластины и буровые долота используют превосходную износостойкость ADI в абразивных средах.

Сельское хозяйство: плужные лемехи и орудия для обработки почвы демонстрируют длительный срок службы благодаря долговечности ADI.

Железнодорожный транспорт и энергетика: компоненты тормозов, редукторы ветряных турбин и компоненты гусениц полагаются на усталостную прочность и надежность ADI.

3. Механические и функциональные свойства

ADI превосходит обычные чугуны и конкурирует с легированными сталями, предлагая:

Высокое отношение прочности к весу: на 10% легче стали при сохранении ее механических свойств.

Износостойкость и усталостная стойкость: микроструктура аусферрита обеспечивает отличную стойкость к истиранию и высокую устойчивость к циклическим нагрузкам.

Прочность и пластичность: сохраняет ударопрочность даже при высоких уровнях прочности, подходит для приложений с ударными нагрузками.

Поглощение шума: наследует свойства гашения вибрации от ковкого чугуна, идеально подходит для приложений, чувствительных к шуму.

4. Производственный процесс

Производство ADI включает два критических этапа:

Литье: ковкий чугун отливается в формы, близкие к заданным, с использованием песчаных форм или постоянных форм для сложных геометрий.

Аустенитизация: нагрев до 850–950 °C для образования аустенита.

Закалка: быстрое охлаждение до 250–400 °C в расплавленной соли/масле для предотвращения образования мартенсита.

Изотермическая выдержка: поддержание температуры для превращения аустенита в аусферрит.

Охлаждение: воздушное охлаждение до комнатной температуры для стабилизации микроструктуры.

Последние достижения объединяют литье и термическую обработку в непрерывный процесс, что снижает потребление энергии и повышает эффективность.

5. Преимущества перед альтернативами

Эффективность затрат: более низкие затраты на обработку благодаря литью почти в готовую форму и уменьшению расходов на оснастку по сравнению со стальными поковками.

Устойчивость: потребление энергии во время производства на 50% ниже, чем у стали.

Гибкость конструкции: сложные геометрии, достигаемые благодаря литейным свойствам ковкого чугуна.