使用ADI材料制作汽车前轴梁项目

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1、使用ADI材料制作汽车前轴梁项目一、汽车前轴梁制造现状汽车前轴梁是汽车底盘上最关键的结构件，它上面不仅承担着整个车头的全部重量，还要承载车箱部位分配过来的部分重量，并将这些重量经前轴梁的两端传递到车头部两边的车轮上。汽车行驶时，发生的颠簸震荡、因拐弯和道路斜面的侧倾以及加减速时的附加冲击力等，前轴梁无疑都是要参与承负的主要构件之一。因此，无论设计或是制造，前轴梁均是汽车生产中最须关注的关键件，因为它关系到汽车运行的安全。前轴梁因受力和安装有关零部件的需要，其结构十分复杂，对材料的性能要求极高。通常用强度、韧性都好的40Cr或42CrMo等优质合金结构钢制造

2、，且要经过严格的热处理。目前国内外都用模锻加焊接的方法成形。由于前轴梁属长大部件，锻造它需要大型锻机，这种超大的重型机械，是一笔很大的投资。前轴梁的主截面成工字型，各处附有不同方向的板、柱、管、孔等7。主体部分模锻时需要使用多套模具，多次锻造，逐步成形。每锻造一次，就要重新加热一次，也必然会在高温下氧化一次（每次脱落一层氧化皮），不仅加热耗能多，材料烧损也大。更重要的是，整套模具只能锻造2000件工件，而模具的制造费用十分昂贵，一种前轴梁的全套模具费约一百多万元。由于前轴梁上各种附属的块件无法随主体部分一起模锻成型，这就必然需要另行焊接上去，而主体件为中碳

3、的合金钢，中碳钢的焊接性能不好，这又增加了焊接时的制造难度，不仅需要高级焊条，还得采取高、严手段（包括焊缝的热处理）确保焊接质量。二、用ADI材料制作前轴梁的可能性ADI的名称叫等温淬火球墨铸铁，是上世纪八十年代世界上开始发展起来的一种性能特别优良的球墨铸铁。作为全新应用材料，它是当代高科技的产物。国际上统称为ADI(AustemperedDuctileIron)意即“奥氏体化等温淬火球墨铸铁”，或简称“等淬球铁”。ADI的强度、韧性远远高于普通球铁，可以达到甚至超过20CrMnTi、40Cr、35CrMoA等优质合金渗碳钢、调质钢和表面淬火钢。但它同时又

4、是球铁，因此它同时又具有球铁的一切优良而为钢材所不具备的其他性能。由于其组织中有大量石墨球的存在，在切削加工、接触运动和交变应力作用时有自润滑、减震及阻碍微裂纹发展等作用，就使其易于加工、运行噪音低、接触疲劳强度高、抗点蚀能力强、减摩耐磨性好及对缺口敏感性低等。ADI基体组织中有大量高碳残余奥氏体存在，这种组织在250℃以下非常稳定，不会因其分解而影响工件的性能和尺寸精度。其工作时在接触应力作用的表面极薄层范围内则有应力强化作用发生，即在应力作用下，表面薄层中的残余奥氏体会逐渐分解成稳晶或微晶马氏体，使表面层硬度和综合机械性能大大提高，由此也就同时又增强了

5、耐磨性和其他性能。ADI生产关键技术首先是铸造，其化学成份特别严格，必须使用电炉冶炼，采用高水平的铸造工艺确保球铁组织中的石墨球径细小（7－8级），球化优良（1－2级），并应绝对避免气孔、夹渣、夹砂、缩孔、疏松及成份偏析等铸造缺陷的发生。7ADI的技术关键其次是热处理。工件热处理的工艺特别严格。因ADI的性能、金相组织和热处理工艺指标相互之间的敏感性极强，故必须具有高水平的技术装备和操作条件才能保证产品质量。我国对ADI有国家标准GB/T24733—2009规范了其各项性能指标。如牌号为QTD900—8的ADI其抗拉强度在900～820MPa时，其延伸率在

6、8～4%；牌号为QTD1050—6的ADI其抗拉强度在1050～970MPa时，其延伸率在6～3%。工件壁厚越薄，强度和韧性都同时越好。美国对ADI规范的标准（商用指标）比我国要高。如和中国上述两牌号相对应的牌号为ASTM897M900－650－09的ADI抗拉强度达到966MPa，延伸率达到11%；牌号为ASTM897M1050－750－07的ADI抗拉强度达到1139MPa，延伸率达到10%。当然，均为薄壁工件。前轴梁常用的材料是40Cr或42CrMo，40Cr调质（淬火加高温回火）后的性能为抗拉强度980MPa，延伸率9%；42CrMo调质后的性能为

7、抗拉强度1080MPa，延伸率12%。如降低回火温度，使强度增加，延伸率就会降低。我公司试制厚壁的ADI大型铁路机车传动齿轮，经过国家权威部门的严格测试，抗拉强度1260MPa时，延伸率10.4%；抗拉强度1270MPa时，延伸率8.7%；冲击值在102～149（J），平均超过130J。美国相对应的标准是ASTM897M1200－850－04，其抗拉强度为1311MPa，延伸率为7%7，冲击值为93J。显然，我公司试制品的延伸率和冲击值都超过美国较多，抗拉强度与美国的接近。但美国是薄壁，我公司是厚壁。如若我公司也做成薄壁的，其各项性能一定会超出美国的更多。

8、即使以美国的ADI商用指标制作前轴梁，其强度、韧性都超过了40Cr