汽车缸体缸盖高强度灰铸铁材料研究进展

2020-12-25 10:59:39

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1、高强度灰铸铁的组织

灰铸铁的强度主要由组织决定，通过对灰铸铁组织转化规律进行分析，高强度灰铸铁的组织一般包含以下几个方面：有较多的初生奥氏体枝状晶；石墨细小且是A型；基体组织以珠光体为主，珠光体细小。

(1)初生奥氏体：初生奥氏体的比例和分布对灰铸铁性能有重要的影响。

(2)石墨组织：石墨的分布形态及尺寸是决定灰铸铁力学性能的重要因素，石墨越均匀细小弯曲，端部越钝，灰铸铁的力学性能越高，反之，性能越低。

(3)基体组织：一般主要含有珠光体、铁素体、少量的渗碳体及磷共晶。基体组织中珠光体含量越多，珠光体片间距越小，其强度硬度越高。

2、调整化学成分

缸体、缸盖这样薄壁复杂的铸件，对铸造工艺性能和零件致密性有一定的要求，需要选择较高的碳当量。在一定的碳当量情况下，改变Si/C比可以提高材料性能。相对于添加常规合金元素，通过微合金化进行强化能够产生更好的经济效益，但也存在加工硬化和气孔缺陷等风险，应该通过严格的工艺过程进行控制。

3、孕育处理

孕育技术对提高力学性能、降低白口倾向、改善组织和可加工性有重要的作用，是提升灰铸铁性能不可缺少的工艺。硅系孕育剂是最常用的孕育剂，近年来针对缸体、缸盖零件开发了一些特殊孕育剂。

4、熔炼工艺

同样的化学成分，熔炼工艺不同、配料不同，铁液的冶金质量也完全不同。产生性能差异的原因主要表现为石墨形态的差异，其中最根本的原因是碳的获得方式不同。在缸体、缸盖铁液熔炼过程中，温度控制很重要，一定的温度下过热并保温，可以净化铁液，细化石墨，降低炉料的不良影响。为了保证稳定地获得符合要求的铁液，国外汽车铸造厂普遍采用双联熔炼，熔化铸铁多数用冲天炉，具有熔速快、出渣方便、能耗低、降低激冷倾向和收缩倾向等优点。采用感应电炉对铁液进行升温、调制，可使粗大的石墨细化，铁液杂质得以熔解去除，减少炉料遗传的危害。

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