碰撞負荷下新型高強度ADI材料部件的性能

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）材料的開發及其對輕量化設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構中的一部分。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。試驗結果表明了鑄件在碰撞負荷條件下的性能。

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

（2）所研究的兩種材料屈服強度顯著增加，極限拉伸強度隨應變速率的增加而增加。當應變速率為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隨著應變速率的增加而增加。

（4）通過X射線分析表明，經加載的試驗試樣，其斷裂表面奧氏體含量降低5%～10%，而未經加載試樣的奧氏體含量降低30%～ 40%。在研究材料應變速率的試驗中，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變速率的增加而增加，因此這種材料能夠在汽車部件中應用。