adi前轴开发探索(1)

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1、第五届全国等温淬火（ADI）论文集（2011年8月长春）ADI前轴的开发探索李伟1,王怀林2,孙树奎1，应善强1，刘柯军1(1、一汽技术中心，吉林长春，130011；2、大连新重集团有限公司，辽宁大连，116101）摘要：由于ADI材料具有优异的综合力学性能，在国内外的汽车零件中已得到了广泛的应用，但在重型车前轴的应用尚属首例。本文概述了从材料设计、铸造、热处理、试验分析等各个环节的ADI前轴开发探索历程。关键词：ADI；重型车前轴；开发探索ResearchanddevelopmentontheADIfrontaxleAbstract:Theaustempere

2、dductileiron(ADI)hasbeenwidelyusedinautomobilepartsforitsoutstandingandcomprehensivemechanicalproperties,butitisthefirstofitskindtobeappliedtoheavy-dutyfrontaxleintheworld.ThispaperdescribesthewholedevelopmentprocedureonADIfrontaxle，includingmaterialdesign，cast，heattreatment，experime

3、ntalanalysis，etc.. Keywords:austemperedductileiron,heavy-dutyfrontaxle,development. 0、前言强韧性兼备的ADI在力学性能上可以和碳钢、合金钢相媲美，实现以铸代锻的技术可行性已有多篇文献和开发实例得到论证[1，2，3]，应用前景非常广泛。但ADI材料在60吨重型车前轴上的应用在国内、外尚属空白。ADI前轴与锻造前轴相比的优势在于：1、不受前轴大小、形状的限制，易于成形；2、降重约100公斤；3、模具费用低，降低开发成本。我们对ADI前轴进行了近二年的开发探索，取得了较大进展。1、前

4、轴材料的选择前轴是汽车底盘的重要零部件，工作中主要承受着车重和制动的载荷，包括垂直地面和横向的弯曲载荷及扭矩，特别是因道路情况影响会承受巨大的冲击性载荷，是汽车上的安全部件。前轴材料一般采用40Cr或42CrMo锻造并经调质处理。表1是40Cr和42CrMo的力学性能指标[1]。表2是美国ASTM897M标准ADI的性能指标，我们选择了疲劳强度与40Cr和42CrMo相接近的1050-720-07牌号，与之相对应的国内牌号为QTD1050-6。表140Cr和42CrMo的力学性能材料牌号抗拉强度Rm（MPa）屈服强度Rp0.2（MPa）疲劳强度σ-1（MPa）伸

5、长率A(%)硬度（HBW）40Cr940785422920742CrMo113493050212217表2美国ASTM897M标准ADI的性能材料牌号抗拉强度Rm（MPa）屈服强度Rp0.2（MPa）疲劳强度σ-1（MPa）伸长率A(%)硬度（HBW）850-550-1096675945011269～3211050-720-07113989748510302～363第五届全国等温淬火（ADI）论文集（2011年8月长春）1200-850-04131111044157341～4441400-1100-01151812425388～4771600-1300-0016

6、5614493444～5552、前轴试制2.1铸造美国著名的ADI专家Mr.JohnR.Keough关于球铁铸件质量对ADI质量的影响有过一段精辟透彻的论述：“必须认识到：等温淬火工艺能把一个好的球铁件变得更卓越，但它却不能把一个劣质的球铁件变好。……ADI需要稳定的、高质量的球铁铸件”。因此ADI前轴首先要求的是优质的球墨铸铁，为保证前轴的铸造质量采用中频感应电炉，废钢加增碳剂的方法熔炼，合金球铁的化学成分，瞬时孕育工艺。树脂砂造型。表3为铸态前轴本体金相组织及单铸试棒力学性能。表3ADI前轴铸态本体金相组织及单铸试棒力学性能项目石墨抗拉强度Rm（MPa）屈服

7、强度Rp0.2（MPa）伸长率A(%)实测值球化等级为2级，球径大小等级为6级（见图1）8355208图1ADI前轴石墨形貌图2ADI前轴基体组织2.2热处理前轴热处理在苏州AP公司进行，采用美国先进技术设备――气氛保护等温热处理炉，严格控制奥氏体化温度、等温温度及冷却速度，确保前轴整体淬透。表4是前轴热处理后的金相组织和力学性能。表4ADI前轴热处理后金相组织及力学性能项目心部基体组织抗拉强度Rm（MPa）屈服强度Rp0.2（MPa）伸长率A(%)硬度（HBW）本体针状铁素体＋富碳奥氏体（见图2）108076073352.3喷丸喷丸处理是表面强化工艺的有效手段

8、，特别是对含有相当数量奥