NL 
De compressorfabrikant heeft ons onlangs gevraagd een cilindergietstuk te beoordelen dat na ongeveer 8.000 bedrijfsuren steeds scheurtjes vertoonde bij de zitting van de persklep. Het onderdeel werd geproduceerd in conventioneel nodulair gietijzer en de faalwijze combineerde impactmoeheid met glijslijtage. Dat is precies de situatie waarin gietijzeren gietstukken van gehard gietijzer nauwkeurig moeten worden bekeken voordat iemand het onderdeel in staal opnieuw tekent.
Austempered nodulair gietijzer, gewoonlijk ADI genoemd, is nodulair gietijzer dat een warmtebehandeling heeft ondergaan om de sterkte ongeveer te verdubbelen, terwijl de vormvrijheid van een gegoten onderdeel behouden blijft. In veel componenten die momenteel van gesmeed of vervaardigd staal worden gemaakt, levert ADI vergelijkbare mechanische eigenschappen tegen lagere onderdeelkosten en een lager gewicht. In dit artikel wordt uitgelegd wat ADI is, hoe het austempering-proces werkt, welke eigenschappen u kunt specificeren en waar u goed over moet nadenken.
Wat is Austempered nodulair gietijzer?
ADI begint als nodulair gietijzer, ook wel nodulair gietijzer of sferoïdaal grafietijzer genoemd. Het grafiet in zijn structuur vormt kleine bolletjes in plaats van de vlokken die in grijs ijzer voorkomen, en die bolvorm geeft nodulair gietijzer zijn taaiheid en rek. Als u een opfrisser nodig heeft over hoe nodulair gietijzer wordt geproduceerd en hoe het verschilt van grijs ijzer, dit overzicht van nodulair gietijzer legt de basis uit.
De austempering-behandeling transformeert de metaalmatrix rond die grafietknobbeltjes in een structuur die ausferriet wordt genoemd. Ausferriet is een mengsel van fijn naaldvormig ferriet en met koolstof verrijkt austeniet. Het is geen perliet, geen bainiet en geen getemperde martensiet. De combinatie van die harde, vermoeidheidsbestendige matrix met ductiele grafietknobbeltjes geeft ADI zijn ongebruikelijke eigenschappenpakket.
Een veel voorkomend misverstand is dat ADI eenvoudigweg een sterkere vorm van nodulair gietijzer is. Het uitgangsmateriaal is nodulair gietijzer, maar de warmtebehandeling zorgt voor de hoge sterktekwaliteiten. Conventioneel nodulair gietijzer biedt treksterktes in het bereik van 400 tot 700 MPa; ADI-waarden beginnen rond 850 MPa en gaan boven 1.400 MPa.
Hoe het Austempering-proces werkt
Austempering is een warmtebehandeling in drie fasen die veel meer controle vereist dan een typische quench-and-temper-cyclus.
- Austenitiseren: het gietstuk wordt verwarmd tot het austenietbereik, gewoonlijk 830 tot 930 °C, en vastgehouden totdat de matrix volledig austenitisch is.
- Afschrikken: het gietstuk wordt snel overgebracht naar een gesmolten zoutbad dat op 230 tot 400 °C wordt gehouden. Het zoutbad koelt het onderdeel snel genoeg af om ferriet- of perlietvorming te voorkomen, maar toch gelijkmatig genoeg om vervorming te minimaliseren.
- Isotherme transformatie: het gietstuk wordt gedurende een bepaalde tijd op de zoutbadtemperatuur gehouden, terwijl austeniet transformeert in ausferriet.
Het gesmolten zoutbad maakt het proces praktisch. Het blussen met water is te agressief voor complexe gietstukken en de luchtkoeling is voor de meeste secties te langzaam. Zout zorgt voor een uniforme, regelbare koelsnelheid. Na het isotherm vasthouden wordt het gietstuk verwijderd en afgekoeld tot kamertemperatuur.
De zoutbadtemperatuur heeft een directe invloed op het eindcijfer. Lagere temperaturen, ruwweg 230 tot 315 °C, produceren een hogere sterkte en hardheid met minder taaiheid. Hogere temperaturen, ruwweg 315 tot 400 °C, zorgen voor een grotere taaiheid en rek. Hetzelfde basisgietstuk kan eenvoudigweg in verschillende kwaliteiten worden gehard door de warmtebehandeling aan te passen.
Mechanische eigenschappen van ADI-gietstukken
ADI-eigenschappen zijn internationaal gestandaardiseerd, meestal onder ASTM A897/A897M. De kwaliteitsaanduiding bevat drie cijfers: treksterkte, vloeigrens en rekpercentage. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de standaard ADI-cijfers.
| Rang | Treksterkte | Opbrengststerkte | Verlenging | Hardheid |
|---|---|---|---|---|
| 900-650-10 | 900 MPa (130 ksi) | 650 MPa (94 ksi) | 10% | 269-331 HB |
| 1050-700-7 | 1.050 MPa (152 ksi) | 700 MPa (102 ksi) | 7% | 302-375 HB |
| 1200-850-4 | 1.200 MPa (174 ksi) | 850 MPa (123 ksi) | 4% | 341-401 HB |
| 1400-1100-1 | 1.400 MPa (203 ksi) | 1.100 MPa (160 ksi) | 1% | 388-477 HB |
| 1600-1300-1 | 1.600 MPa (232 ksi) | 1.300 MPa (189 ksi) | 1% | 402-512 HB |
Wat deze cijfers in de praktijk betekenen: een kwaliteit 900-650-10 gedraagt zich als een taai constructieijzer met een sterkte die ver boven die van conventioneel nodulair gietijzer ligt. Een klasse 1400-1100-1 fungeert meer als een slijtageonderdeel dat ook een aanzienlijke belasting draagt.
ADI heeft ook sterke vermoeidheidsprestaties. De ausferritische matrix is bestand tegen het ontstaan van scheuren, en de drukrestspanningen die door het austemperen worden achtergelaten, verbeteren de buigvermoeidheidssterkte. Over de hele linie steekt ADI gunstig af bij gehard en getemperd koolstof- en laaggelegeerd staal, waardoor het een kandidaat is voor componenten waarbij staalsmeedwerk of -fabricage momenteel de standaard is.
Toepassingen van Austempered gietijzeren gietstukken
ADI komt voor in aandrijflijnen voor auto's, landbouwmachines, mijnbouwmachines, spoorwegcomponenten en industriële vloeistofbehandeling. De rode draad is een onderdeel dat belasting draagt, vermoeidheid of slijtage ervaart en er baat bij heeft een gietstuk te zijn in plaats van een las- of smeedstuk.
Compressorcomponenten
Compressoren leggen drukwisselingen, glijdend contact en hoge lokale spanningen op. Cilinders, carters, klepplaten en uitlaatzittingen hebben materiaal nodig dat gedurende tienduizenden uren niet zal slijten, slijten of barsten. ADI-cilindergietstukken profiteren van de combinatie van hardheid van het booroppervlak en drukvermogen. Een gieterij die al produceert gietstukken van compressorcilinders in nodulair gietijzer beschikt over de basismateriaalkennis die nodig is om een getempereerde versie te evalueren voor een zware toepassing.
Op maat gemaakte compressorcilinderfabrikanten, fabriek - Haian Aoyu Machinery Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd is China die compressorcilinderfabrikanten giet en compressorcilinderfabriek, met ... Bekijk Product → Pomp- en klepgietstukken
Pompen en kleppen hebben te maken met cavitatie-erosie, schurende media en eisen op het gebied van drukbehoud. De hoge hardheid van ADI is beter bestand tegen cavitatie en deeltjeserosie dan standaard nodulair gietijzer, terwijl de ductiliteit van de lagere kwaliteiten het onderdeel veilig houdt onder piekbelastingen. Waaiers, slijtringen en kleplichamen zijn natuurlijke kandidaten. Voor gietstukken van pomplichamen bij toepassingen met hoge opvoerhoogte of slurry kan het specificeren van een lagere kwaliteit de levensduur aanzienlijk verlengen.
Aangepaste gietpomplichaamfabrikanten, fabriek - Haian Aoyu Machinery Manufactu Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd is China die pomplichaamfabrikanten giet en pomplichaamfabriek, wij bieden op maat gemaakte pomplichamen ... Bekijk Product → Werktuigmachinestructuren
Geleidingssystemen voor werktuigmachines en structurele componenten hebben stijfheid, demping en slijtvaste oppervlakken nodig. Austempered nodulair gietijzer biedt een hogere hardheid dan conventioneel gietijzer, terwijl het trillingsdempende karakter behouden blijft dat gietijzer waardevol maakt in werktuigmachines. Geleidingen, glijbanen en Basisgietstukken voor werktuigmachines kan worden geproduceerd met de bijna-netvorm van een gietstuk en vervolgens worden geslepen of geschraapt tot de uiteindelijke geometrie.
Aangepaste gietmachinebasisfabrikanten, fabriek - Haian Aoyu Machinery Manufa Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd is China gietmachinebasisfabrikanten en gietmachinebasisfabriek, wij bieden op maat gemaakte ... Bekijk Product → Kosten- en ontwerpoverwegingen
ADI is niet automatisch het juiste antwoord voor elke casting. De warmtebehandeling voegt kosten toe, en de extra kosten moeten gerechtvaardigd worden.
Gewichtsreductie
Omdat ADI grofweg twee keer zo sterk is als conventioneel nodulair gietijzer, kunnen profielen dunner worden gemaakt. Gewichtsbesparingen van 20 tot 30 procent zijn realistisch wanneer een bestaand nodulair gietijzeren onderdeel opnieuw wordt ontworpen in ADI. Bij het vervangen van een staalconstructie zijn de kosten per kilogram ADI lager en bespaart u de las- en nabewerking die een stalen laswerk vereist.
Bewerking na austempering
Austempered ijzer is hard, meestal 300 HB en hoger. Boren, tappen en frezen na warmtebehandeling vereisen hardmetalen gereedschappen en verhogen de bewerkingskosten. Veel producenten bewerken het onderdeel in nodulair gietijzer en bewerken het vervolgens als bijna laatste stap. Dat werkt als de warmtebehandeling het onderdeel niet buiten de tolerantie vervormt. Als de bewerking na het austemperen moet gebeuren, houd de voorraad dan klein en plan voor harder gereedschap.
Sectiegrootte en procesgevoeligheid
De austempereringsreactie is afhankelijk van de sectiedikte. Zware secties kunnen in het midden te langzaam afkoelen, waardoor een gemengde structuur ontstaat met lagere eigenschappen dan de testcoupon aangeeft. Een uniforme wanddikte en vloeiende overgangen beschermen u tegen dit risico. Uw gieterij moet bevestigen dat de gekozen kwaliteit kan worden bereikt in het dikste gedeelte van het onderdeel.
Kwaliteitscontrole
ADI-eigenschappen kunnen niet alleen door hardheidsmetingen worden geverifieerd. Testcoupons van dezelfde hitte-, trekproeven, metallografische evaluatie en hardheidsonderzoeken over het hele gietstuk vormen de normale verificatiesuite. Als een leverancier die documentatie niet kan verstrekken, ga dan voorzichtig om met de materiaalspecificatie. In de warmtebehandelingsstap wordt de ADI-kwaliteit gemaakt of verloren.
Samenwerken met een gieterij die verstand heeft van nodulair gietijzer
De basisafgietsel bepaalt hoe ver u met austemperen kunt komen. Smeltkwaliteit, nodulariteit, krimpbeheersing en consistente chemische samenstelling worden allemaal in de gieterij vastgesteld voordat het onderdeel een zoutbad bereikt. Dit is waar een speciale gieterij voor nodulair gietijzer waarde toevoegt.
Haian Aoyu Machinery Manufacturing Co., Ltd. is een gieterij voor nodulair gietijzer en grijs ijzer in Nantong, China, die gietstukken voor compressoren, pompen, kleppen en werktuigmachines levert aan klanten in Noord-Amerika, Europa en Azië. Met een jaarlijkse capaciteit van 20.000 ton produceert het bedrijf precies de componentenfamilies waar ADI het vaakst wordt toegepast, inclusief compressorlichamen en cilinders, pomplichamen en machinewerktuigbases. Het engineeringteam beoordeelt de belastingsomstandigheden en serviceomgevingen bij elk project, waardoor de offertefase het juiste moment is om te vragen of een verlaagde kwaliteit overweging verdient.
Wanneer u een gieterij benadert over ADI, neem dan drie dingen mee: de volledige belastingsgeschiedenis van het onderdeel, het verwachte slijtagemechanisme en de maattoleranties die de warmtebehandeling moeten overleven. Veel componenten die momenteel worden gemaakt van conventioneel nodulair gietijzer of smeedstukken van staal zouden kunnen worden geproduceerd als gegoten gietijzer van austempered nodulair gietijzer. Het materiaal heeft zich al tientallen jaren bewezen in de productie, en de enige manier om te weten of het bij uw onderdeel past, is door dat gesprek te voeren met een gieterij die het proces begrijpt.
