碰撞負荷下新型高強度ADI材料部件的性能

刊名：Advanced Engineering Materials（英）

刊期：2015年第17期

作者：Wolfgang Bohme et al

編譯：朱會

新型高強度奧貝球鐵（ADI）材料的開發(fā)及其對輕量化設(shè)計目的的評估是德國研究項目鑄造奧貝球鐵組件輕量化結(jié)構(gòu)中的一部分。德國FraunhoferIWM研究所研究碰撞負荷情況下，兩種ADI材料（ADI1000和ADI1200）的性能，通過靜態(tài)和高速率拉伸試驗測定鑄件的斷裂強度和伸長率，量化材料的應(yīng)變率敏感性，并對鑄件的斷裂過程進行金相分析和X射線衍射分析。在不同溫度下對樣本進行高速率拉伸試驗，并通過高速攝像機測定樣本的伸長率。其中，利用ADI1000和ADI1200鑄造的鑄件厚度為50mm。試驗結(jié)果表明了鑄件在碰撞負荷條件下的性能。

（1）應(yīng)力應(yīng)變曲線表明，所研究的ADI1200試樣的表面和中心區(qū)域的材料隨殘余奧氏體含量的不同而產(chǎn)生不同的性能。

（2）所研究的兩種材料屈服強度顯著增加，極限拉伸強度隨應(yīng)變速率的增加而增加。當應(yīng)變速率為100s-1時，試樣的極限拉伸強度會增加100MPa。

（3）ADI1200的斷裂伸長率保持恒定，而ADI1000隨著應(yīng)變速率的增加而增加。

（4）通過X射線分析表明，經(jīng)加載的試驗試樣，其斷裂表面奧氏體含量降低5%～10%，而未經(jīng)加載試樣的奧氏體含量降低30%～ 40%。在研究材料應(yīng)變速率的試驗中，試樣斷裂表面的奧氏體含量也類似。

（5）通過研究顯微組織和EBSD（電子背向衍射）分析都不能檢測到奧氏體相變后產(chǎn)生的馬氏體，只能檢測到奧氏體含量的降低。

研究表明，由于ADI材料具有較高的強度以及相對高的斷裂伸長率，且其極限拉伸強度隨著應(yīng)變速率的增加而增加，因此這種材料能夠在汽車部件中應(yīng)用。