等温淬火球铁adi在汽车底盘零件上的应用

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1、等温淬火球铁(ADI)在汽车底盘零件上的应用巩济民1，徐明君2(1．中国一拖集团公司，河南洛阳，471004；2．机械科学研究总院，北京，100044)汽车行业是国家支柱产业。汽车中铸件占整车重量的10％(轿车)"-23％(卡车)，近年米困内汽车业的快速发展也带动了铸造业的大发展(表1)。汽车行业竞争的核心是轻量化。汽车要提高燃料的经济性，严格控制排放，减轻汽车自重是关键，汽车每减重100kg，百公里可以节省汽油O．3升：每降低10％的汽车重量，就可减少10％的汽车排放。目前我国自主-{^牌的汽年比国外同类产IifI重约10～20％，为使汽车减少自重，就要求汽车铸件必须轻量化、薄肇化、

2、精确化、强韧化。而选择高强度、高韧性的材料是实现汽车轻量化的基础。ADI具有很高的强度和韧性，十分适合汽车零件的需求，国外已广泛用其代替铸钢、锻钢生产汽车曲轴、齿轮及底盘零件。在美、欧等发达困家的AD!应用市场11l，汽车零件占了ADI总量的50％以上，而其中又以底盘零件(尤其是中、重型卡车底盘零件)应用最多(表2)。本文重点介绍ADI在国内外中、重型汽车底盘零件上的应用情况及国内进一步发展应注意的问题。表l2003．2010年我国汽车产量与汽车铸件需求=泠三竺20032008200920lO产量、比例—＼汽车产量(万辆)444．17934．51379．11826．5汽车铸件产量(万吨

3、)3406lO810一1000占铸件总产黄的比例(％)17．118．223—30表2ADI在美、欧应用市场中的分布(％)。＼＼乃丝圜别＼＼中、重型卡车轻型汽车建筑矿山农机通用机械铁路能源北荚2625814ll16欧洲341422453181ADI优异的性能十分适合汽车底盘零件的需要1．1、ADI优异的性能等温淬火球墨铸铁(AustemperedDuctileIron)，是上世纪六十一七十年代研究开发的一种新犁结构材料。它是通过等温淬火热处理或加入合金元素，使金属基体组织由铁索体、珠光体转变为以针状铁素体和富碳奥氏体组成的奥铁体。正是由于这种独特的显微组织，使等温淬火球铁(ADI)具有十

4、分优异的性能——优良的综合力学性能、比重(比钢)小、比强度(强度重量比)高、低能耗、低成本、低噪音、优良的减震性、好的耐疲劳性能、优越的耐磨性、优良的断裂韧性等，同时还保持了普通铸铁铸造性能好的优点。-76．正是由于ADI．卜．述优点，所以它一经}}{现就引起了人们的广泛重视并日益扩大其应用范围，产量也逐年增加。ADI已成为二十一世纪人们关注的热点材料和技术之一，国外有学者称，球墨铸铁、蠕墨铸铁和等温淬火球铁的发展己让世界进入了“新铁器时代”。表3是国际及荚、欧、日及中国的ADI标准。表3国际及美、欧、日、中等国ADI标准ISOl7804：2005ASTM897M—05SAEJ2447

5、·2004ENl564．2000JlSG5503-1995GB／T24733-2009800-500-10750．500-1l750．500_ll800—500-08800．500-lO900-600-08900．．700-09900．．700--09900-600．07．900-600—08900-600·081050．700．061050．750-07l050．750．071050-750．05·lOoo一700-05l050．700．06l200．850．03l200-850-04l200．850—041200．850．031200．800．02l200．850．031400．1

6、100—0i1400．1100．0l1400-I100-021400-lloo-021400-lloo-Ol1400-900·0l(HBW400)HBW4501600．1300．0l1600．1300-0lHBW4501．2、汽车底盘零件对材料性能的要求汽车底盘零件是汽车上重要的结构件。它们的服役条件比较恶劣，需要承受重且变化较大的动载荷，需要在高温或低温条件下工作，另外作为运输车辆上的零部件还必须具有很高的安全性和可靠性。金属材料的断裂类型分为两种，即韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂是金属材料断裂前产牛明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个撕裂的过程，在这个过程中要不断的消耗能量。而脆

7、性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑性变形，没有明．湿的断裂征兆而突然断裂，因此危害性很大。金属的韧性断裂比脆性断裂的危险性小，在实际工作中许多构件在产生较大塑性变形后就已失效，以致避免了突然断裂的危险。作为运输车辆的零部件，要求汽车底盘零件这一类型结构件的失效方式必须是韧性断裂，而不允许是脆性断裂。产生韧性断裂金属材料的性能特点是材料应具有较高的强度、良好的塑性和韧性。较高的强度包括有较高的抗拉强度、屈服强度和疲劳强度，良好的塑性和韧