汽車工業(yè)中的蠕墨鑄鐵材料

刊名：Emerging Materials Research（英）

刊期：2012年第1期

作者：Ajit Behera et al

編譯：張為榮

蠕墨鑄鐵作為一種高強(qiáng)度鑄鐵材料能夠在減輕汽車零部件質(zhì)量的同時(shí)提升其性能。為了得到準(zhǔn)確的性能提升數(shù)據(jù)，對(duì)灰鑄鐵、蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵3種材料進(jìn)行測(cè)試。

微觀結(jié)構(gòu)測(cè)試中，通過(guò)X光射線分析其合成物，石墨形態(tài)、緊密度和基質(zhì)特性可以由基于計(jì)算機(jī)的圖像分析系統(tǒng)獲得。測(cè)試結(jié)果表明，石墨顆粒在灰鑄鐵中隨機(jī)排列，在球墨鑄鐵中顯示為獨(dú)立的球狀，而在蠕墨鑄鐵中石墨顆粒為細(xì)長(zhǎng)的蠕蟲狀，以珊瑚狀的方式結(jié)合在一起。這一特性使得蠕墨鑄鐵中石墨顆粒緊密地粘附在鐵基質(zhì)上從而獲得更高的強(qiáng)度和剛度。

性能測(cè)試中，拉伸試驗(yàn)以0.05mm/s的恒定速度拉動(dòng)試樣得到0.2%條件的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。通過(guò)常溫下的夏比沖擊試驗(yàn)得到材料韌性和抗剪強(qiáng)度。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)硬度測(cè)量方法得到試樣材料的布氏硬度。

試驗(yàn)結(jié)果表明，相比灰鑄鐵，蠕墨鑄鐵提升了75%的抗拉強(qiáng)度、45%的剛度和近2倍的疲勞強(qiáng)度。從圖1中可以看出蠕墨鑄鐵的彈性模量大于灰鑄鐵，略低于球墨鑄鐵。圖2中灰鑄鐵斷裂伸長(zhǎng)率近似為0，蠕墨鑄鐵低于球墨鑄鐵。

在無(wú)鋼型摩擦材料中銅是必不可少的一種成分，其廣泛用于提高高溫時(shí)的制動(dòng)性能。不同的亞銅材料如銅纖維/粉、黃銅纖維、青銅粉、氧化亞銅和硫化銅，都以纖維狀或微粒狀應(yīng)用于制動(dòng)摩擦材料中。銅具有很好的延展性、熱傳導(dǎo)性和較低的莫氏硬度，所以其經(jīng)常在高溫環(huán)境下作為固體潤(rùn)滑劑應(yīng)用于摩擦材料工業(yè)中。通過(guò)在摩擦表面添加氧化亞銅，還可實(shí)現(xiàn)在不同溫度、不同制動(dòng)條件下摩擦效能的保持。因此，為了減少制動(dòng)盤表面的有害沖擊，可以通過(guò)添加亞銅材料來(lái)控制摩擦因數(shù)的變化。