Nghiên cứu gang cầu ADI, ứng dụng cho việc chế tạo trục khuỷu

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008 83 NGHIÊN CỨU GANG CẦU ADI, ỨNG DỤNG CHO VIỆC CHẾ TẠO TRỤC KHUỶU Hoàng Minh Đức – Phạm Trường Tuấn – Lại Minh Dũng (Tổng Công ty Máy động lực và Máy nông nghiệp Việt Nam) 1. Giới thiệu Trên thế giới, gang cầu đã được phát triển ở mức độ rất cao, tạo ra được các loại gang cầu có tính năng tốt, người ta sử dụng các loại gang cầu để chế tạo các chi tiết máy quan trọng trong đó có hình dáng phức tạp như trục khuỷu, trục cam, bánh răng Điển hình cho loại vật liệu đó là Gang cầu tôi đẳng nhiệt (ADI – Austempered Ductile Iron). Ở Việt Nam, gang cầu đã được nghiên cứu từ thập kỉ 70, nhưng do thiết bị công nghệ, cùng các thiết bị phụ trợ đồng bộ kèm theo không có hoặc không đủ cho nên các nghiên cứu chỉ mang tính lí thuyết mà ít có sự ứng dụng trong thực tế. Đến những năm gần đây, công nghiệp phát triển nên việc nghiên cứu được đầu tư mạnh, các đề tài nghiên cứu ứng dụng cho thực tế như: các chi tiết dân dụng nắp hố ga, ống nước hoặc các chi tiết cho lĩnh vực chế tạo động cơ như trục khuỷu, trục cam, và nhiều chi tiết khác Đặc biệt là đề tài KC 05.02 do tổng Công ty Máy động lực và Máy nông nghiệp chủ trì đã nghiên cứu thành công quy trình nhiệt luyện gang cầu tôi đẳng nhiệt cho việc chế tạo trục khuỷu 6 xi lanh cho động cơ tăng áp 240 mã lực. Theo các nghiên cứu của thế giới, vật liệu này là sự kết hợp của cơ tính tốt, tỉ lệ độ bền lớn, độ dẻo dai tốt, tính chống mòn và chống mỏi được nâng cao so với gang cầu truyền thống. Đạt được bằng phương pháp tôi đẳng nhiệt, sản phNm tạo ra có cơ tính vượt trội so với gang cầu truyền thống, nhôm đúc, một vài loại thép đúc và thép rèn. Về giá thành giảm được ít nhất 30% chi phí chế tạo so với thép do lượng dư gia công ít. Công nghệ nhiệt luyện tạo ra tổ chức tế vi, với ứng suất tổ chức thấp, ứng suất nhiệt thấp, ít biến dạng, ít phế phNm. Theo các nhà thiết kế, vật liệu này là sự kết hợp tốt nhất của giá cả thấp, cơ tính tốt, độ bền cao, dẻo dai tốt, chống mài mòn và độ bền mỏi tốt. Có được các chỉ tiêu cơ tính cao của ADI như vậy, trước hết phải nói đến cấu trúc nền kim loại. Các giá trị cơ tính của ADI phụ thuộc vào tổ chức Pherit hình kim với Austenit ổn định có nồng độ các bon cao. Austenit trong ADI đạt được bằng cách thực hiện quá trình giữ đẳng nhiệt. Khi nhiệt động học ổn định với lượng Austenit ổn định cao có thể chịu được lực kéo quá giới hạn. Sự biến đổi này làm cho ADI chống mòn tốt, độ cứng và chịu ứng suất cao. Bảng 1. So sánh cơ tính của thép, gang và gang cầu tôi đẳng nhiệt.[1] Thép Gang cầu truyền thống Gang cầu tôi đẳng nhiệt Độ bền chảy (MPa) 738 538 827 Độ bền kéo (MPa) 910 903 1038 Giới hạn bền mỏi(MPa) 400 324 427 Năng lượng va đập (J) 325 75 141 Độ dãn dài (%) 23.2 10.8 13.7 Độ cứng (HB) 226 - 266 262 - 277 300 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Lựa chọn thành phần Có thể nói lựa chọn được thành phần gang cầu là một bước rất quan trọng để tạo ra được gang cầu sau đúc có các cơ tính đạt được theo tiêu chuNn JIS của Nhật hay tiêu chuNn ASTM của Mĩ. Tổ chức của gang cầu trước khi tôi phải giống như gang cầu truyền thống (hình 1). Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008 84 Bảng 2. Thành phần hóa học của gang cầu tôi đẳng nhiệt ADI %C %Si %Mn %S %P 3,4 - 3,6 2,0 - 2,3 ≤ 0,3 ≤ 0,015 ≤ 0,04 %Ni %Cu %Cr %Mg %Ti 1,0 - 1,5 ≤ 0,4 ≤ 0,07 ≤ 0,03 ≤ 0,04 Hình 1. Tổ chức gang cầu sau đúc - Graphit: Ở dạng cầu. - Nền: là hỗn hợp của 2 pha Péclit và Pherit. Péclit có mầu sẫm, còn Pherit có màu trắng bao quanh các Graphit cầu. Gang cầu đúc phải đảm bảo: - Cầu hóa đạt : Lớn hơn 80% - Số lượng cầu : ≥ 100 hạt/mm2 Độ bền xấp xỉ 800 Mpa, độ cứng đạt được tương đương 220 HB, độ dẻo lớn hơn 2%, chỉ có đạt được yêu cầu về cơ tính như vậy thì quá trình tôi đẳng nhiệt mới đạt được cơ tính như mong muốn (tương đương theo tiêu chuNn của Nhật và Mĩ). Nhiệt luyện tiếp theo là bước quan trọng nhất của quá trình tạo ra ADI. 2.2. Phương pháp xây dựng giản đồ Thermo-Calc Chương trình Thermo-Calc được sử dụng để xây dựng giản đồ pha hai nguyên và đa nguyên trong điều kiện cân bằng, tạo cơ sở cho quá trình nghiên cứu sự hình thành của tổ chức của các hệ hợp kim khác nhau, ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến các hệ hợp kim khác nhau và ảnh hưởng của các nguyên tố hợp kim đến các quá trình chuyển pha trong vật liệu. 2.3. Phương pháp kiểm tra tổ chức tế vi Sử dụng kính hiển vi quang học để kiểm tra tổ chức của gang ADI trước và sau khi nhiệt luyện: - Graphit: kiểm tra kích thước, số lượng và mật độ phân bố. - Nền: kiểm tra sự có mặt của các pha và tỉ lệ các pha. 2.4. Phương pháp kiểm tra cơ tính 2.4.1. Kiểm tra độ cứng tế vi và độ cứng Brinen Trước khi kiểm tra mẫu phải chuNn bị mẫu (được cắt từ phôi đúc), mẫu được mài phẳng để kiểm tra độ cứng Brinen, còn để kiểm tra độ cứng tế vi mẫu cần phải được đánh bóng và tNm thực. 2.4.2. Kiểm tra độ bền kéo(σB), độ dãn dài(%) Mẫu thử kéo được cắt từ phôi đúc và được chế tạo theo tiêu chuNn ASTM - Mĩ. Thực hiện trên máy kéo 50 tấn của Nga. 2.4.3. Kiểm tra độ bền mỏi Trục khuỷu là chi tiết chịu lực phức tạp, do tác dụng của lực khí thể, lực quán tính chuyển động tịnh tiến, lực quán tính li tâm ở các xi lanh khác nhau lên trục khuỷu. Các lực và T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008 85 mômen tác dụng này thay đổi theo chu kì tác dụng của động cơ gây nên các dao động uốn và xoắn dọc trục. Kết quả tác dụng của các lực và mômen kể trên làm cho trục khuỷu bị mỏi. Các kết quả thống kê cho thấy phần lớn trục khuỷu bị gãy do mỏi ở những nơi tập trung ứng suất như góc lượn, chốt khuỷu. Vì vậy, phải nghiên cứu khả năng chịu mỏi của vật liệu ADI. Mẫu ADI được thử trên máy mỏi МУИ 6000 của Nga. Mẫu được chế tạo theo tiêu chuNn của máy và chạy theo nguyên tắc tải đối xứng. Ứng suất tại điểm A được tính như sau: t J rM J ZM yy A ϖσ cos. .. == (KG/mm2) M: Mô men uốn r tiết diện quan sát Jy: Mômen quán tính tiết diện ngang của trục tung đối với trục trung hòa. I: Khoảng cách từ điểm theo dõi đến trục trung hòa ( Z = r.cosϕ = r.cosωt ). ϕ: Góc xoay của điểm A so với ban đầu. Ứng suất lớn nhất trong trường hợp cosϕ=1 hoặc cosωt = 1 tức là ϕ=0 hay ϕ=180o hay ωt=nKpi. )/( . 64... 4 1,0 32 5,0 64 4 2 41 3 3 4 4 2 mmKG d rlP di ddW ddJ dF pi σ pi pi pi =⇒             = ≈= ≈= = − Trong đó: P: lực tải treo và tải phụ trên máy l: khoảng cách từ điểm đặt lực đến ổ r: Bán kính mẫu thử d: Đường kính mẫu thử Trong đó lực đặt được tính theo công thức: )( 64.. .. 4 1 KG rl dP piσ −= 2.5. Các thiết bị phục vụ nghiên cứu - Thiết bị đo độ cứng gồm: Máy đo độ cứng HPO 250 kiểm tra độ cứng Brinen và máy đo độ cứng tế vi Struers Duramin và ПМТ3. - Thiết bị thử mỏi МУИ 6000 - Thiết bị hiển vi quang học Axiovert-100 - Thiết bị nhiệt luyện + Thiết bị nung austenit hóa: lò buồng điện trở, nhiệt độ nung tối đa 1300oC, kích thước làm việc: 150x200x300 mm. + Thiết bị nung đẳng nhiệt: Lò điện có công suất 4,6 KW, kích thước làm việc: φ170x350 mm, nhiệt độ làm việc của lò: 550oC, hỗn hợp muối: NaNO3 + KNO3. Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008 86 Hình 2 . Sơ đồ đặt tải 3. Kết quả nghiên cứu 3.1. Xây dựng giản đồ pha Tính chất của hợp kim phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trước hết chúng được xác định bởi thành phần pha và tỉ phần các pha. Điều đó có thể biết nếu phân tích thành phần pha và tỉ phần các pha. Giản đồ trạng thái cho ta biết được sự tồn tại của các pha cũng như thành phần của chúng tại các nhiệt độ, thành phần của chúng tại nhiệt độ, thành phần của cấu tử cần xác định, có thể xác định nhiệt độ rót thích hợp để đúc gang cầu. Hình 3. Giản đồ pha của ADI T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008 87 Output from POLI-3, equilibrium number = 1 Conditions: T = 1050, P=100000, N=1, W(C) = 3.5E – 2, W(SI)=2E-2, W(NI)=1.2E-2 DEGREES OF FREEDOM 0 Temperature 1050.00, Pressure 1.000000E+05 Number of moles of components 1.00000E+00, Mass 4.86928E+01 Total Gibbs energy -4.50238E+04, Enthalpy 2.13984E+04, Volume 6.68456E-06 Component Moles W-Fraction Activity Potential Ref.state C 1.4189E-01 3.5000E-02 2.0824E-01 -1.3477E+04 SER FE 8.1348E-01 9.3300E-01 4.1656E-03 -4.5227E+04 SER Ni 9.9559E-03 1.2000E-02 9.1525E-05 -7.9867E+04 SER SI 3.4675E-02 2.0000E-02 8.7595E-09 -1.5935E+05 SER BCC_A2#1 Status ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 5.7002E-01, Mass 3.1119E+01 Mole fractions: FE 9.68451E-01 SI 2.30849E-02 NI 8.31220E-03 C 1.52145E-04 FCC_A1#1 Status ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 2.9591E-01, Mass 1.5963E+01 Mole fractions: FE 9.58005E-01 SI 1.03995E-02 NI 1.60037E-02 C 5.59170E-03 GRAPHITE#1 Status ENTERED Driving force 0.0000E+00 Number of moles 1.3406E-01, Mass 1.6102E+00 Mole fractions: C 1.00000E+00 SI 0.0000E+00 NI 0.0000E+00 FE 0.0000E+00 Xác định % các pha theo trọng lượng tương ứng với hàm lượng Niken là 1,2% tại nhiệt độ 777oC. - % Ferit (BCC_A2#1) theo trọng lượng: %.%. . . % 9263100 692848 11931 ==Ferit - % Austenit (FCC_A1#1) theo trọng lượng: %.%. . . % 7832100 692848 96315 ==Austenit - % Graphit theo trọng lượng: %.%. . . % 33100 692848 61021 ==Graphit Các nguyên tố trong gang đều có những tác dụng khác nhau, quyết định đến cơ tính và tổ chức của gang. Trong đó, các nguyên tố ảnh hưởng mạnh đến cơ tính và tổ chức của gang cầu là Cácbon, Silic và Niken sẽ được đưa vào nghiên cứu. Lựa chọn %C tương đương 3,5% và %Si là 2,0%, %Ni là 1,2% là thông số đầu vào. Khi xây dựng giản đồ pha, Niken có ảnh hưởng nhất định đến sự hình thành các pha tại một số vùng. Tại nhiệt độ 741oC đến nhiệt độ 782oC xuất hiện vùng tồn tại của các pha (α + γ + Gr). 3.2. Ảnh hưởng của chế độ đẳng nhiệt đến cơ tính và tổ chức Từ giản đồ Thermo-calc, xây dựng được quy trình nhiệt luyện đẳng nhiệt như sau: Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008 88 Hình 4. Quy trình nhiệt luyện đẳng nhiệt Quy trình tiến hành theo các bước sau : - Đưa mẫu vào ở nhiệt độ 600oC - Nung lên đến nhiệt độ austenit hóa: 880-900oC, giữ nhiệt để chuyển biến Austenit hoàn toàn trong thời gian 30 phút. - Làm nguội cùng lò đến 760oC và giữ nhiệt ở thời gian khác nhau - Đẳng nhiệt tại 320-340-360oC trong các thời gian khác nhau. - Làm nguội ngoài không khí. 3.2.1. Ảnh hưởng của thời gian giữ tại 760oC đến cơ tính của ADI - Tn =880oC, thời gian giữ nhiệt 30 phút - Tgiữ = 760oC, trong thời gian 30 – 60 – 90 phút. - Nhiệt độ đẳng nhiệt: 320oC, thời gian giữ 30 phút. Bảng 3.Ảnh hưởng của thời gian giữ nhiệt tại 760oC Thời gian, phút 30’ 60’ 90’ Độ cứng, HB 363 415 383 σB, KG/mm2 142,83 145,56 143,41 δ, % 3,14 1,51 1,58 Kết quả cho thấy giữ nhiệt ở 760oC trong các thời gian khác nhau có sự biến đổi về rõ rệt về độ bền, độ cứng cũng như đối với độ dãn dài. Với thời gian 30 phút, cho độ cứng thấp hơn ở thời gian 60 phút và 90 phút, độ bền tăng không đáng kể nhưng độ dẻo lại giảm nhiều vì lượng Austenit giảm xuống, lượng Ferrit tăng lên, kích thước hạt Ferit lớn lên. Vì vậy, tại 760oC nên chọn thời gian giữ trong 30 phút. 3.2.2. Ảnh hưởng của chế độ tôi đẳng nhiệt đến tổ chức tế vi Chế độ đẳng nhiệt Austenit hóa 880oC, giữ nhiệt 760oC trong thời gian từ 30 phút – 1 giờ - 1,5 giờ - và 2 giờ. Sau đó làm nguội xuống nhiệt độ đẳng nhiệt 320oC giữ nhiệt ở nhiệt độ này trong thời gian 30 phút. T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008 89 Hình 5. ¶nh tổ chức tế vi của mẫu giữ nhiệt Hình 6. ¶nh tổ chức tế vi của mẫu giữ nhiệt ở 760oC thời gian giữ nhiệt 30’. ở 760oC thời gian giữ nhiệt 1 giờ. Đẳng nhiệt ở 320oC, giữ nhiệt 30’ (X500) Đẳng nhiệt ở 320oC, giữ nhiệt 30’ (X500) Hình 7. ¶nh tổ chức tế vi của mẫu giữ nhiệt Hình 8. ¶nh tổ chức tế vi của mẫu giữ nhiệt ở 760oC thời gian giữ nhiệt 1,5 giờ. ở 760oC thời gian giữ nhiệt 2 giờ. Đẳng nhiệt ở 320oC, giữ nhiệt 30’ (X500) Đẳng nhiệt ở 320oC, giữ nhiệt 30’ (X500) Giữ nhiệt ở 760oC tạo điều kiện để tiết ra Ferit nhỏ mịn, đa cạnh do độ quá nguội ∆T nhỏ. Đầu tiên các Ferit nhỏ mịn này được tiết ra ở xung quanh hạt Graphit nơi nghèo Cácbon nhất, sau đó là vùng biên hạt Austenit. Giữ nhiệt một thời gian ở nhiệt độ này sẽ tạo điều kiện cho Ferit đa cạnh tiết ra nhiều và nhỏ mịn, các Ferit này làm cho ADI có độ bền, độ dẻo cao. Quá nguội xuống nhiệt độ đẳng nhiệt 320oC, các Ferit tạo thành lúc này có dạng kim. Sự kết hợp của Ferit đa cạnh nhỏ mịn này với Ferit dạng kim và Austenit ổn định làm tăng khả năng hóa bền khi biến dạng, ngăn cản sự phá hủy do tập trung ứng suất tại các đỉnh nhọn của Ferit hình kim dẫn đến cơ tính chung của ADI có độ bền và độ dẻo cao. 3.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đẳng nhiệt Chế độ đẳng nhiệt Austenit hóa 880oC-30 phút, giữ nhiệt 760oC - 30 phút. Thời gian đẳng nhiệt là 45 phút, nhiệt độ đẳng nhiệt thay đổi 320-330-340-360 oC. Bảng 4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cơ tính ADI T, OC 320 330 340 360 Độ cứng, HB 337 – 345 363 – 373 373 – 383 337 σB, KG/mm2 127,53 121,6 – 123,97 115,31 99,28 δ% 4,72 3,15-3,74 2,36 5,12 Với nhiệt độ đẳng nhiệt 320oC có cơ tính tổng hợp tốt nhất Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008 90 3.2.4. Ảnh hưởng của thời gian đẳng nhiệt đến cơ tính - Tn = 880oC – 30 phút - Tgiữ = 760oC -30 phút - Tđn = 320oC với các thời gian giữ : 15 – 30 – 45 – 60 – 75 phút Bảng 5. Ảnh hưởng của thời gian đẳng nhiệt đến cơ tính ADI τĐN 15’ 30’ 45’ 60’ 75’ Độ cứng, HB 337-345 363 337-345 393 337-345 σB, KG/mm2 123,92 142,83 127,59 150,79 128,38 δ% 2,76 3,14 4,72 1,97 3,35 Ta thấy với thời gian giữ đẳng nhiệt 45 phút cho cơ tính tổng hợp là tốt nhất. 3.3. Kiểm tra độ bền mỏi Độ bền mỏi của mẫu có quy trình nhiệt luyện đẳng nhiệt như sau: - Tn = 880oC – 30 phút - Tgiữ = 760oC -30 phút - Tđn = 320oC -45 phút Quy trình này tạo ra gang cầu ADI có sự kết hợp tốt nhất về độ bền, độ dẻo và độ cứng. Để đánh giá được khả năng làm việc lâu dài của vật liệu trong môi trường khắc nghiệt của động cơ. Vì vậy ta tiến hành thử mỏi với độ bền lấy bằng giá trị σB = 110 KG/mm2. Nếu độ bền mỏi (σ -1) của gang cầu này nằm trong khoảng từ (0,3-0,6)σb là đạt tiêu chuNn. Sau khi tiến hành thử bền, đạt đến giá trị σ -1 = 0,55σB với số chu kì là 107 mà không gẫy mẫu, tương ứng với độ bền σB = 110 KG/mm2. Bảng 6. Kết quả thử mỏi σB ,KG/mm2 σ-1 ,KG/mm2 Số chu kì - N Chi chú 110 σ1 = 0,4σB 44 10 7 Không gẫy mẫu σ2 = 0,5σB 55 10 7 σ3 = 0,55σB 60,5 10 7 σ4 = 0,6σB 66 3,6.10 6 Gẫy mẫu σ5 = 0,65σB 71,5 106 σ6 = 0,7σB 77 2.10 5 Từ các kết quả trên, ta xây dựng được đường cong mỏi. Hình 9. Đường cong mỏi của gang cầu ADI Vậy ta có thể kết luận σ -1 = (0,4- 0,55)σB mẫu thử mỏi không bị gẫy với chu kì đạt được là 107. Vì vậy độ bền mỏi nằm trong giới hạn an toàn khi làm việc. T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 4(48) Tập 2/N¨m 2008 91 4. Kết luận 4.1. Thành phần của gang cầu ADI có ảnh hưởng đến các chuyển biến trong giản đồ pha. Đặc biệt nguyên tố Niken có hàm lượng đủ lớn sẽ làm xuất hiện vùng chuyển biến pha trong khoảng nhiệt độ 741-782oC, các pha tồn tại trong khoảng nhiệt độ này gồm: Ferit(63,92%), Austenit(32,78%) và Graphit(3,3%). Nếu giữ nhiệt trong vùng nhiệt độ 741-782oC sẽ có chuyển biến từ Austenit sang Ferit đa cạnh nhỏ mịn, là nguyên nhân làm tăng độ bền khi biến dạng, và độ dẻo dai. 4.2. Qua hàng trăm thí nghiệm, đề tài đã đưa ra được quy trình nhiệt luyện đẳng nhiệt cho việc chế tạo gang cầu ADI với thành phần lựa chọn: - Austenit hóa : 880oC – 30 phút - Giữ nhiệt : 760oC – 30 phút - Đẳng nhiệt : 320oC – 45 phút 4.3. Gang cầu ADI nghiên cứu có độ bền từ 110 KG/mm2 đến 127,59 KG/mm2, độ dẻo nằm trong khoảng 4-5%, độ cứng từ 337-345 HB, tương đương với gang cầu cấp 2-3 theo tiêu chuNn ASTM của Mĩ. 4.4. Tổ chức của gang cầu ADI bao gồm các pha Ferit hình kim với Ferit đa cạnh nhỏ mịn, austenit ổn định và Graphit dạng cầu. 4.5. Bằng phương pháp kiểm tra mỏi, gang cầu này có hệ số bền mỏi nằm trong giới hạn an toàn (ko = 0,3-0,6) 55040 0110 5600441 ,, , ,, ÷= ÷ == − B k σ σ Trong đó: K – hệ số bền mỏi của gang cầu. Mẫu không gẫy ở 107 chu kì. 4.6. Có thể ứng dụng rộng rãi để sản xuất nhiều sản phNm cơ khí khác như trục cam, bánh răng, các chi tiết chịu mài mòn, chịu va đập, bôi trơn và nhiều tính năng khác. 4.7. Gang cầu ADI chế tạo trục khuỷu giảm được giai đoạn gia công do dùng công nghệ đúc, hơn nữa còn tiết kiệm nhân công đầu vào. Vì vậy, giảm ít nhất 30% giá thành sản phNm
Tóm tắt Gang cầu ADI là loại gang cầu tôi đẳng nhiệt, được sử dụng những năm gần đây nhằm thay thế các chi tiết thép rèn trong ngành công nghiệp ô tô thế giới nói chung, động cơ đốt trong như: trục khuỷu, trục cam nói riêng, nhờ kết hợp tốt về chi phí chế tạo, thiết kế linh hoạt, có độ bền, tính chịu mòn cao, bền mỏi tốt. Bài viết giới thiệu quá trình nhiệt luyện gang cầu ADI, kết quả nghiên cứu và thử nghiệm loại vật liệu này. Kết quả nghiên cứu đưa ra được quy trình chế tạo gang cầu ADI với tổ chức Ôstenit và Pherit có độ bền kéo 1100-1250 MPa, độ bền mỏi 605-660 Mpa, độ cứng 320-340 HB, độ dãn dài 4-5%. Gang cầu ADI này đã ứng dụng thành công trong việc chế tạo trục khuỷu 6 xilanh của động cơ Điezel tăng áp (Đề tài KC 05.26) Héi th¶o Khoa häc toµn quèc C«ng nghÖ vËt liÖu vµ bÒ mÆt - Th¸i Nguyªn 2008 92 Tài liệu tham khảo [1]. Lê Công Dưỡng (1997), Vật liệu học. Nxb Khoa học Kĩ thuật Hà Nội. [2]. Trần Văn Địch (2003), Sách tra cứu thép gang thế giới, Nxb Khoa học Kĩ thuật. [3]. Phạm Trường Tuấn, Lại Minh Dũng, Hoàng Minh Đức (2005), “Báo cáo kết quả nghiên cứu trục khuỷu bằng gang cầu”. Đề tài nhánh – Đề tài KC 05.26 do Tổng Công ty Máy động lực và Máy nông nghiệp chủ trì. [4]. Rio titon iron & Titanium INC. “Ductile Iron Data for Design Engineers”. Canada, 1990. [5]. Dept of Material Science and Engineering Royal Institute of Technology. Thermo-Calc Examples. 1993. [6]. Alan P.Drauschitx (2003), “ MADITM: Introducing a New, Machinable Austempered Ductile Iron”, SAE Paper 2003-01-0831, Society of Automotive Engineers, Warrendale, PA(2003). [7]. Alan P. Druschitz (1999), “Influence of Crankshaft Material and Design on the NVH Characteristics on a Modern, Aluminum Block, V-6 Engine”, SAE Paper 1999-01-1225, Society of Automotive Engineers, Warrendale. [8]. Alan P. Druschitz (2000), “Lighweight Iron and Steel Castings for Automotive Application”, SAE Paper 2000-01-0679, Society of Automotive Engineers, Warrendale. [9]. B.N. Arzamaxov (2004). Vật liệu học. Nxb Giáo dục.