汽車工業中的蠕墨鑄鐵材料

汽車工業中的蠕墨鑄鐵材料

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度鑄鐵材料能夠在減輕汽車零部件質量的同時提升其性能。為了得到準確的性能提升數據，對灰鑄鐵、蠕墨鑄鐵和球墨鑄鐵3種材料進行測試。

微觀結構測試中，通過X光射線分析其合成物，石墨形態、緊密度和基質特性可以由基于計算機的圖像分析系統獲得。測試結果表明，石墨顆粒在灰鑄鐵中隨機排列，在球墨鑄鐵中顯示為獨立的球狀，而在蠕墨鑄鐵中石墨顆粒為細長的蠕蟲狀，以珊瑚狀的方式結合在一起。這一特性使得蠕墨鑄鐵中石墨顆粒緊密地粘附在鐵基質上從而獲得更高的強度和剛度。

性能測試中，拉伸試驗以0.05mm/s的恒定速度拉動試樣得到0.2%條件的屈服強度、抗拉強度和斷裂伸長率。通過常溫下的夏比沖擊試驗得到材料韌性和抗剪強度。通過標準硬度測量方法得到試樣材料的布氏硬度。

試驗結果表明，相比灰鑄鐵，蠕墨鑄鐵提升了75%的抗拉強度、45%的剛度和近2倍的疲勞強度。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中灰鑄鐵斷裂伸長率近似為0，蠕墨鑄鐵低于球墨鑄鐵。

在無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的制動性能。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用于制動摩擦材料中。銅具有很好的延展性、熱傳導性和較低的莫氏硬度，所以其經常在高溫環境下作為固體潤滑劑應用于摩擦材料工業中。通過在摩擦表面添加氧化亞銅，還可實現在不同溫度、不同制動條件下摩擦效能的保持。因此，為了減少制動盤表面的有害沖擊，可以通過添加亞銅材料來控制摩擦因數的變化。