汽车发动机排气岐管的优良材质_高硅钼球墨铸铁[1]

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1、第21卷
第4期太原重型机械学院学报Vol.21
42000年12月JOURNALOFTAIYUANHEAVYMACHINERYINSTITUTEDec.2000文章编号:1000-159X(2000)04-0279-05汽车发动机排气岐管的优良材质高硅钼球墨铸铁121夏兰廷,李晓琴,韦
华(1.太原重型机械学院,太原030024;
2.山西省机电设计研究院,太原030009)

摘
要:
汽车发动机排气岐管所处的使用条件恶劣,国内该部件所用材质通常为HT250及少量的蠕墨铸铁,随着汽车尾气排气标准的不断提高,发动机的工作温度愈来愈高,传统材质已不能

2、满足为达到环保标准需要的使用性能。本文讨论该材质的应用现状和通过合金化及控制组织来提高材质的使用性能和寿命。关键词:
排气岐管;高硅钼球铁;尾气排放中图分类号:
TG143

文献标识码:A了普通灰铸铁,高强度灰铸铁,普通球铁,蠕墨铸1
应用现状铁,不锈钢,网状钢,高硅钼球铁这样一个过程。

自从内燃机问世以来,其上的耐高温部件,排1997年在西雅图101届铸造年会上,美国铸造协会气岐管所用材质的性能、寿命等问题,一直受到各就车用排气岐管高硅钼球铁进行了专门讨论,涉及国材料工作者的重视,汽车排气岐管所处的工作条内容包括性能,生产工艺,寿命,价格等一系列

3、问件恶劣,它不同于一般耐热件受到的基本是均匀、题,引起了与会各国工程技术人员和厂家的高度重恒定的高温,其受热特点表现在温差大,表面温度视。高硅钼球铁迅速的在汽车等工业领域内成为在150!~200!,而内腔温度大于900!,高温气流生产高性能排气岐管的选材,目前福特、克莱斯特的热循环冲击频繁,以及行驶中恶劣的气候条件等公司70%的排气岐管是用高硅钼球铁生产的,格莱等,这就使得汽车排气岐管应具有良好的中高温机德-勒柏特汽车公司、柏林铸造公司也相继推广了[1]械性能和使用性能,如高温强度,韧性,热疲劳性,高硅钼球铁在汽车排气岐管上的应用。抗高温蠕变性,抗氧化

4、生长性等,是机械性能和使我国汽车排气岐管用材经历了由普通灰铸铁,用性能的综合衡量标准。随着工业化的发展,人类高强度灰铸铁,普通球铁,蠕墨铸铁发展过程。目对生存环境的保护日益重视,欧美国家特别是美国前大部分使用的为HT250,在20世纪80年代前近年来不断提高汽车尾气排放标准。要达到排放后,第二汽车制造厂将蠕墨铸铁成功应用于汽车排[2]标准,必须向发动机的转化器中注入催化剂,使其气岐管。由于国内对汽车尾气排放标准在1998快速达到工作温度,排气岐管以足够快的速度被高年前无严格要求,不但达不到欧洲一般排放标准温加热,否则其成为一个吸热源,削弱催化剂的作(欧

5、洲排放标准最高四级和美国标准相当)更达不用效果。欧美发达国家汽车用排气岐管材质经历到美国标准,在1998年,针对日益出现的环境污染收稿日期:2000-05-18作者简介:夏兰廷(1950-),男,太原重型机械学院材料工程系副教授,研究方向为铸造合金和金属腐蚀与防护。
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太原重型机械学院学报










2000年问题,引起了国家高度重视,首先达到欧洲汽车尾可使基体形成单一铁素体,消除珠光体的石墨化生气排放标准一、二级,再以美国标准接轨,并在少数长,硅显著提高铁水的临界转变温度,使铸铁在一大城市执行,研制开发性能优良

6、的汽车排气岐管材定的温度范围内,不产生铁素体向奥氏体的转变,质,已迫在眉睫,它不但关系到我国汽车工业竞争、随硅量提高,铸铁的抗氧化生长性显著增强。硅不生存和发展,并且对我国经济的可持续发展起到积易过高,否则使铸铁韧性下降,并恶化加工性能。极的作用。2.2.2钼钼可有效地提高铸铁的高温强度,抗蠕变力和2
影响铸铁耐热性因素分析抗蠕变断裂特性,含钼0.77%的球墨铸铁,在750!时比普通球铁强度高40%以上。钼细化晶粒强化2.1
组织对铸铁氧化生长影响铁素体,钼大于0.5%时,还可细化石墨,使球墨铸

在高温条件下工作的铸铁件,应具有良好的耐铁的高温性能得

7、到显著改善。钼是提高抗氧化抗热性,而其被坏的形式主要表现为高温腐蚀,即氧生长能力的元素,在820!保温时间大于100小时化与生长。各种元素氧化后(如石墨碳)由于氧化下,钼对铸铁氧化生长的影响见表1、表2。硅系耐物体积大于金属体积本身,引起铸件体积不可逆胀热铸铁的高温短时抗拉强度见表3。中硅钼球铁的大。当工件反复加热冷却时,特别是通过相变点高温冲击韧性见表4。硅系耐热铸铁的热疲劳性见时,由于产生应力,使石墨与金属间产生微裂纹,此表5。时生长加速。高温下渗碳体分解体积增大(Fe3C∀[5]表1
试样氧化增重3Fe+C)从基体看,铁素体中因无Fe3C,因此铁

8、素体在保温时间内的氧化耐高温性好于珠光体。片状、蠕状、球状三种石墨试样含钼量3增重量[g/(c