高碳低硅含鈮灰鑄鐵在制動(dòng)盤中的應(yīng)用.pdf_第1頁(yè)
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1、制動(dòng)盤和制動(dòng)鼓是汽車的保安件,是汽車制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的組成部分。制動(dòng)器的工作環(huán)境比較惡劣,反復(fù)的機(jī)械摩擦和溫度變化使其容易發(fā)生磨損和開裂而失效。隨著時(shí)代的發(fā)展和生活水平的提高,要求汽車向高檔化、舒適化、輕型化發(fā)展,要求制動(dòng)器材料具有較高的強(qiáng)度、良好的耐磨性、導(dǎo)熱散熱性和抗熱疲勞性能以及良好的減震性。
  灰鑄鐵是一種傳統(tǒng)的生產(chǎn)制動(dòng)盤的材料,它的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在價(jià)格低、易生產(chǎn)、成品率高,而且有多種提升性能的方式。本課題采用合金化的強(qiáng)化方法

2、,通過(guò)調(diào)節(jié)碳硅元素的加入量以獲得足夠的石墨,提高灰鑄鐵的導(dǎo)熱散熱性和抗熱疲勞性能,然后在熔煉時(shí)通過(guò)添加不同含量的Nb元素,研究Nb元素對(duì)灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。
  研究表明:碳當(dāng)量在4.0%以上的高碳當(dāng)量灰鑄鐵擁有足量的石墨,導(dǎo)熱散熱性較高;碳當(dāng)量相同的灰鑄鐵,適當(dāng)降低Si/C比值,石墨片長(zhǎng)度減小,數(shù)量增多,基體中鐵素體比例減小,珠光體比例提高,珠光體片間距略有減小,材料的抗拉強(qiáng)度、硬度和耐磨性均有提高。降低灰鑄鐵的硅碳比細(xì)

3、化了石墨片,一定程度上提高了灰鑄鐵的導(dǎo)熱性,使材料抵抗熱裂紋萌生和擴(kuò)展的能力提高。高碳低硅灰鑄鐵的抗熱疲勞性能優(yōu)于相同碳當(dāng)量的其他成分比的灰鑄鐵,也高于低碳當(dāng)量的普通灰鑄鐵。
  鈮元素可以細(xì)化高碳當(dāng)量灰鑄鐵的石墨片,在0~0.3%范圍內(nèi),隨著鈮元素的增加,石墨逐漸由3級(jí)向4級(jí)轉(zhuǎn)化,仍保持片狀且分布較均勻。鈮可以明顯細(xì)化珠光體片間距,提高基體強(qiáng)度,并使材料的硬度和耐磨性均有不同程度的提高。
  添加少量的鈮元素可以提高灰鑄鐵

4、的導(dǎo)熱性和抗熱疲勞性能,延緩熱裂紋的萌生和擴(kuò)展。鈮含量從0增加到0.14%,灰鑄鐵抗熱疲勞性能顯著提高,當(dāng)鈮含量增加到0.20%以上,由于石墨片過(guò)于細(xì)化,反而降低了材料的導(dǎo)熱性。細(xì)片石墨的尖角更易造成應(yīng)力集中,促進(jìn)熱疲勞裂紋的萌生,降低灰鑄鐵的熱疲勞性能。所以鈮不宜添加過(guò)多。
  在高碳低硅含量的灰鑄鐵制動(dòng)盤添加少量的鈮元素,所得的灰鑄鐵石墨片明顯細(xì)化,灰鑄鐵的強(qiáng)度和硬度都有提高,彌補(bǔ)了高碳當(dāng)量造成的力學(xué)性能的不足??紤]經(jīng)濟(jì)原因,

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