ADI Bainitická tvárná litina

Bainitická tvárná litina (Austempered Ductile Iron – ADI, Bainitisches Gusseisen mit Kugelgrafit)

[editovat] Definice

Mezinárodně se ujala anglická zkratka pro bainitickou tvárnou litinu ADI. Tato bude také dále v textu používána. ADI je izotermicky tepelně zpracovaná tvárná litina. Tento material vyniká velmi příznivou kombinací pevnosti, tažnosti, dynamickou pevností a otěruvzdorností. Základní hmota ve struktuře ADI je podobná bainitu a sestává z jehličkového feritu a uhlíkem nasyceného austenitu. Na rozdíl od bainitu nebyly zde nalezeny karbidy. Tato struktura je také označována v literatuře jako ausferit.

[editovat] Vlastnosti ADI

Mechanické vlastnosti ADI jsou popsány v evropské normě DIN EN 1564.

OznačeníPevnost v tahu0,2% Hranice       Tažnost
  Rm v N/mm²       Rp 0,2 v N/mm²       A v %
EN-GJS-800-8    800   5008
EN-GJS-1000-5   1000   7005
EN-GJS-1200-2   1200   8502
EN-GJS-1400-1   1400          11001

Opracovatelnost odlitků po provedené isotermickém tepelném zpracování je obtížná a v převážné většině případů možná jenonm broušením. Z tohoto důvodu je nutné odlitky již před tepelným zpracováním na míru opracovat. Rozměrově se musí brát zřetel na nepatrné změny objemu způsobené změnou kovové struktury.

[editovat] Výroba

Výchozím materiálem jsou odlitky z tvárné litiny. Aby bylo možné odlitky tepelně zpracovat aniž by vznikl ve struktuře perlit je nutné ovlivnit pozici tzv. perlitického a bainitického nosu v IRA (isotermický rozpad austenitu) diagramu (viz obr.1), Z tohoto důvodu je tvárná litina určená pro ADI zpravidla legována malými obsahy mědi, molybdenu, manganu a niklu. Úspěšné tepelné zpracování je možné pouze za předpokladu, že odlitky vykazují dobrou makroskopickou a mikroskopickou homogenitu (rovnoměrné rozmístnění grafitu, minimální počet grafitovych kuliček 100/mm², maximální počet nekovových vměstků 0,5%, maximální porozita 1%).

Obr.1. Isotermický rozpad Austeniti IRA

Odlitky, které jsou zpravidla opracovány na míru, jsou v peci s ochrannou atmosferou austenitisovány při teplotách mezi 900 - 950 °C. Doba setrvání na austenitisační teplotě je závislá na tlouštce stěn odlitků a jejich chemickém složení.

Obr.2 ADI tepelné zpracování

Po úplném austenitisování jsou odlitky prudce ochlazeny na požadovanou teplotu isotermického rozpadu austenitu. Jako ochlazovací a také udržovací medium je často používána solná lázeň. Teplota isotermického rozpadu austenitu určuje mechanické vlastnosti ADI a leží mezi 220 - 450 °C. Čím je teplota vyšší, tím je výsledná struktura „měkčí“, tj. nižší pevnost, vyšší tažnost. Schematický průběh tepelného zpracování je znázorněn na obr.2. Izotermická fáze trvá hodiny a její doba se určuje podle příslušných IRA křivek. Je prováděna buď v solných lázních nebo v peci.

[editovat] Oblasti použití ADI

Výhodná kombinace mechanických vlastností - vysoká houževnatost, dobrá tažnost, vysoká otěruvzdornost, tvrdost a vysoká pevnost v tahu - předurčuje ADI k použití na náročné komponenty ve strojírenském a automobilovém průmyslu. Typické ADI výrobky jsou ozubená kola, klikové hřídele pro těžké dieslovy motory, kola lokomotiv, lisovací nástroje apod.