В 1970-х годах появилась технология ADI, и процесс термообработки аустенизации был применен к высокопрочному чугуну.

ADI, также известный как закаленный ковкий чугун. 

Далее проследим историю его развития, начнем с 18 века до н.э.

Происхождение ранней технологии литья чугуна (до н.э. — XVIII в.)

Производство твёрдого железа хеттами: в 2000 году до нашей эры хетты превращали раскалённую железную руду в металлическое железо. Эта технология включала в себя технологию ковки, но в то время она держалась в строгом секрете. Лишь с упадком Хеттского царства она распространилась в Западной Азии, Южной Азии и Европе.

Лидирующие позиции Китая в производстве жидкого чугуна:

В VI веке до н. э. в Китае уже умели производить жидкое железо и отливать сельскохозяйственные орудия, оружие и другую утварь. В 513 году до н. э. чугунный треножник, отлитый в государстве Цзинь, весил 270 кг, и на нём был отлит полный текст уголовного закона. Это самое раннее упоминание о литье крупных изделий в Китае.

Распространение европейской технологии литья чугуна: 

Точное время появления технологии выплавки чугуна в Европе неизвестно. Некоторые считают, что она пришла с Востока между 1200 и 1450 годами нашей эры, другие же полагают, что её распространили в Европе ремесленники из армии династии Юань, находившиеся в моей стране около XIII века нашей эры, и привезли с собой вертикальную печь для выплавки чугуна.

Изобретение ковкого чугуна в XVIII веке

Ковкий чугун Whiteheart: 

В 1722 году французский физик Рене Антуан Фершо де Реомюр изобрел белый ковкий чугун, обладающий высокой прочностью и вязкостью для производства тонкостенных отливок.

Изобретение купола:

В 1794 году британец Джон Уилкинсон изобрел вагранку, запатентованную в Великобритании, что значительно способствовало развитию серого и белого чугуна. Она позволяет производить чугун контролируемым способом в зависимости от свойств излома образца, получать контролируемую структуру и эксплуатационные характеристики, что сделало чугун широко используемым в производстве конструкционных деталей машиностроения.

Ковкий чугун Blackheart: 

В 1820-х годах американец Сет Бойден изобрел ковкий чугун с черной сердцевиной.

Зарождение технологии модифицирования ковкого чугуна (XIX — начало XX века)

Прорыв в технологии производства стали: 

В 1855 году Генри Бессемер изобрел бессемеровский конвертерный процесс производства стали, что привело к быстрому развитию технологии производства стали и успешному массовому производству ковкого чугуна и литой стали.

Исследование процесса получения высокопрочного чугуна: 

Сипп изобрел метод производства перлитного литья (метод Ланца) на литейном заводе Heinrich Lanz в Мангейме (Германия) и изготовил высокопрочные цилиндрические отливки, запатентованные в Германии и других странах. Этот процесс позволяет строго контролировать химический состав и скорость охлаждения, обеспечивая 100% перлит + графит типа А во всех деталях отливки, при этом литейные напряжения крайне малы. Однако из-за сложности процесса и высокой себестоимости он больше не применяется в современном производстве.

Крупный прорыв в области модифицированного чугуна: 

В 1922 году американец Михан (Мяньян) применил сплав Si-Ca для прививания в расплавленный чугун с низким содержанием C+Si, что значительно повысило прочность серого чугуна (300~500 МПа), устранило переохлажденный графит и улучшило однородность поперечного сечения.

Открытие и наименование ковкого чугуна (1947~1948)

Открытие ковкого чугуна: 

В 1947 году Моррог из Великобритании открыл существование шаровидного графита в литом состоянии; в следующем году был получен ковкий чугун путём добавления Ce к высокоуглеродистому, низкосернистому и низкоуглеродистому серому чугуну с сохранением его остаточного содержания выше 0,02%. Почти в то же время Ганебин и другие сотрудники INCO получили тот же ковкий чугун путём добавления Mg к расплавленному чугуну с сохранением его остаточного содержания выше 0,04%.

Ранние исследования аустенизации (1930-е годы)

Открытие структуры бейнита: 

В 1930-х годах Эдгар К. Бейн и Эдмунд С. Дэвенпорт впервые применили аустенизацию в US Steel Corporation. Они нагревали сталь до аустенизации, затем охлаждали её до средней температуры и выдерживали в течение различных промежутков времени. Они обнаружили новую микроструктуру, состоящую из «игольчатых тёмных агрегатов», а именно структуру бейнита, и обнаружили, что твёрдость этой структуры эквивалентна твёрдости отпущенного мартенсита, но более пластична. Однако в то время применялась термическая обработка с непрерывным охлаждением, и получить полностью бейнитную структуру было фактически невозможно. В результате получалась смешанная структура или слишком большое количество мартенсита.

Зарождение и развитие технологии ADI (с 1970-х годов по настоящее время)

Рождение технологии ADI: 

В 1970-х годах М. Йохансон применил процесс аустенизации стали к ковкому чугуну. В 1977 году литейный завод Карккила (Финляндия), где он работал, объявил об успешной разработке нового типа ковкого чугуна с аустенитно-бейнитной структурой матрицы. Этот ковкий чугун обладает особыми механическими свойствами: прочностью на растяжение 1000 МПа, относительным удлинением 10%, ударной вязкостью, сравнимой с ферритным ковким чугуном, и усталостной прочностью на изгиб, близкой к прочности легированной стали. М. Йохансон представил доклад об этом исследовании на 45-й Международной ежегодной конференции по литейному производству, состоявшейся в 1978 году (по некоторым данным, в 1987 году).

Продвижение и применение технологии ADI: 

Впоследствии Э. Доразил и другие учёные в Чешской Республике провели относительно систематическое исследование в этом направлении. С тех пор этот материал привлёк широкое внимание в разных странах, и на него были поданы патентные заявки в 13 странах, включая США, Великобританию, Францию и Канаду. Такие превосходные комплексные механические свойства открыли широкие перспективы для замены стали ковким чугуном при производстве некоторых важных деталей (включая зубчатые передачи). Многие научно-исследовательские институты и производители провели обширные исследования этого нового материала и добились многочисленных практических результатов. Успешная разработка этого ковкого чугуна является одним из важнейших достижений в области металлургии чугуна за последние 30 лет.

В дальнейшем мы продолжим публиковать статьи, посвящённые закалённому высокопрочному чугуну (ADI), так что следите за новостями. Если вам нужна продукция из высокопрочного чугуна (ADI), пожалуйста, свяжитесь с нами.