6）等溫淬火球鐵的某些組織也可通過加入合金元素、空氣中強化冷卻獲得，但因需要加入大量的Ni、Mo、Cu等合金元素，成本太高且不穩定，因此不加以討論，主要討論經鹽浴等溫淬火處理的ADI。

2. 性能特點

等溫淬火球墨鑄鐵具有以下性能特點：

（1）強度高、塑性好。在同等伸長率情況下，ADI的抗拉強度是普通球鐵的2倍,而在同等抗拉強度情況下,伸長率是普通球鐵兩倍以上,ADI抗拉強度也優于調質處理的碳鋼,與低合金鋼相當。

（2）質量輕。表3是一些材料的單位抗拉強度所需零件重量（w/y）。

表3 幾種材質的w/y

（3）彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度等動載性能高。旋轉彎曲疲勞強度可達400～500MPa，與調質處理低合金鋼相當；接觸疲勞強度可達1600～2100MPa，比低合金鋼氮化處理的接觸疲勞強度高。

（4）吸振性好。ADI由于彈性模量低，加上基體中存在石墨球，能迅速吸收振動并增大噪聲阻尼，使部件的運行更安靜和平穩。

（5）極好的耐磨、抗磨性。試驗表明，硬度為45～48HRC的等溫淬火球鐵齒輪，其壽命比具有馬氏體組織、硬度為58～62HRC的鍛鋼齒輪更長。CADI（含碳化物18％）的耐磨性能勝過許多高合金耐磨鑄鐵（AR），其無缺口沖擊韌性則是耐磨鑄鐵的2～10倍，適宜用于要求優異耐磨性能和足夠韌性的場合。

（6）表面強化效果顯著。試驗和生產實踐均證明，ADI具有很好的表面強化效果，能顯著提高構件的疲勞強度。例如2007年11月7日修訂的ASTM897M各牌號典型性能中，通過概率50%單齒彎曲疲勞強度噴丸的比不噴丸的提高50%左右（見表4）。

表4 噴丸對單齒彎曲疲勞的影響

曲軸經圓角滾壓后彎曲疲勞強度也顯著提高。據美國聯合收割機的一項研究報告，型號為202重載貨車V-8柴油機ADI曲軸，滾壓前后彎曲疲勞強度分別為414MPa和986MPa，提高138%；而普通球鐵曲軸滾壓后的彎曲疲勞強度只提高50～60%左右。

此外，ADI的力學性能根據等溫淬火工藝的不同，可以在較大范圍內變化，以滿足零件在不同工作條件的要求。

二、如何獲得健全的球鐵坯件

優質球墨鑄鐵件是等溫淬火球墨鑄鐵的基礎，作為等溫淬火球墨鑄鐵的毛坯件，其要求比一般球墨鑄鐵要嚴，主要表現在對金相組織和化學成分上，表5為對金相組織的要求。

表5 等溫淬火球墨鑄鐵坯的要求

1.化學成分的確定

ADI碳當量的推薦范圍見表6。

表6 推薦用于ADI的碳當量

化學成分范圍建議如下：

球化系數K₁=4.4(%Ti)+ 2.0(%As)+ 2.4(%Sn)+ 5.0(%Sb)+ 290(%Pb)+ 370(%Bi)+1.6(%Al)

一般壁厚大于19mm就需考慮加入合金元素，加入合金元素主要是提高淬透性，對等淬后球鐵力學性能沒什么影響。增加淬透性的常用合金元素是Cu、Ni和Mo。由于價格低，Cu是首選，當Cu量已加到最大值0.8％仍達不到所要求的淬透性，則加Ni，通常Ni在2％以下。Mo有很好的淬透性，但它極易偏析，又是強的碳化物形成元素。在晶界形成鉬的碳化物，影響性能及加工。

一般來說，在促進淬透性方面，質量分數為1%的鉬大約是1.6倍的錳的作用，而鎳與銅的作用分別只有錳作用的30%。合金元素對ADI臨界尺寸的影響見下圖。

?

由圖可見，不同熱處理條件將導致最大斷面的臨界尺寸發生很大的變化。圖中還表明，能否成功地進行奧氏體等溫處理，要取決于合金元素（珠光體淬透性）和等溫處理溫度。

但上圖只表示了單一合金元素的影響。而下列公式則包括了合金元素相互間的作用，用它可以衡量加入與不加入合金元素的球墨鑄鐵淬透性：

J_dp=2.9（T_r）^1/2+18.2（Mn）+25.3（Mo）+6.0（Cu）+28.6（Mo·Cu）+38.6（Mo·Ni）+13.6（Mn·Ni）+50.9（Mo·Cu·Ni）-82.2

式中，J_dp——臨界淬透性距離（珠光體淬透性判據）（mm）；

?????? T_r——奧氏體化溫度（℃）。

????? 合金元素以質量百分數計。

上式是通過試驗得出的，它非常出色地表達出各因素之間的相互關系。公式還表明，在改善淬透性方面，少量多元合金元素比大量單元合金元素更加有效。根據試驗、生產實際及公式計算不同壁厚需加入合金元素量，見表7。

表7 不同壁厚淬透需加入的合金元素量

注: Φ150樣塊的性能

2.抓好球鐵生產中幾個主要工藝環節，保證獲得高質量的球鐵坯件

1）采用好的原、輔材料，特別是優質鑄造生鐵和廢鋼等金屬材料

國外球墨鑄鐵生產中，一直十分重視研究原生鐵質量對球墨鑄鐵性能的影響，選擇穩定、合適成份范圍的原生鐵和廢鋼是穩定生產高質量球墨鑄鐵的首要條件。