蠕墨鑄鐵性能及其在內燃機中應用的研究進展

張艷艷

摘要：內燃機在工業領域應用范圍非常廣泛，目前我國為了符合高節能、高環保性、高產量的特征，對工業領域的相關技術進行了全面研究，完成了有效落實。在具體生產環節當中，內燃機必然實現全面優化，以保證其整體應用性能完成全面增長。目前，蠕墨鑄鐵具有高度的使用性能，其可以滿足力學以及導熱性能的要求。但蠕墨鑄鐵的整體生產工藝控制較難把握，因此其質量的一致性以及穩定性存在難度。為了全面了解蠕墨鑄鐵的生長機理，必須有效總結蠕墨鑄鐵生產技術的研究現狀，并根據其存在的相關問題以及解決措施，給出蠕墨鑄鐵研究的整體發展方向建議。

關鍵詞：蠕墨鑄鐵;工業領域;內燃機;研究進展

中圖分類號：TG143.49 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）07-0207-02

0 ?引言

關于蠕墨鑄鐵技術的發展，在1948年，美國人便進行了應用。但受當時工業技術的影響，蠕墨鑄鐵技術并沒有進行有效推廣。對于大功率的內燃機，需要根據其內部結構完成改良。直至20世紀60年代，我國對蠕墨鑄鐵進行了相關研究，并將其應用到機床、內燃機等相關工程領域當中，實現了有效成長。就發展目標而言，蠕墨鑄鐵技術應范圍更加廣泛，且使用蠕墨鑄鐵技術后，產量得到了全面提升。蠕墨鑄鐵技術具有良好的綜合性能，可以完成相關的優良特性，根據其力學性能可以在塑造性能、減震性能以及導熱性能當中，完成同類對比增長。就強度而言，蠕墨鑄鐵自身的強度遠高于灰鑄鐵，因此在工業領域得到了廣泛應用。其對灰鑄鐵的應用模式起到了更新效果，蠕墨鑄鐵可以將傳統的鑄造工作進行轉變，使其完成輕量化發展。蠕墨鑄鐵自身具有非常優良的性能，整體的生產技術逐漸受到了我國的重點關注。在工業領域，我國絕大部分企業在生產技術中開始嘗試使用蠕墨鑄鐵技術，并將其創新性的應用在內燃機缸體、缸蓋的應用領域。經實驗結果測試表明，蠕墨鑄鐵技術在對內燃機缸體缸蓋的處理中，具有絕佳的應用性。

1 ?蠕墨鑄鐵技術中石墨的生長原理分析

要想對蠕墨鑄鐵技術完成有效認知，必須對其石墨的生長狀態以及生產機理全面了解。由于蠕墨鑄鐵中的石墨生產狀態呈蠕蟲狀，因此將其稱之為蠕墨鑄鐵。蠕蟲狀石墨在生長過程中，經常向不同方向完成轉變生長，且在生長過程中出現相關的分支，包含側向分支以及邊緣分支等。在蠕墨鑄鐵內部，蠕墨鑄鐵的石墨會呈現一定的移動，由于其與蠕蟲具有高度的相似性，因此也被稱為“蠕蟲狀石墨”。蠕蟲狀石墨的前端在生長過程中，其會呈現出數條分支，有些分支呈現圓潤形態;有些分支呈現尖銳形態，整體結構包含了大量的厚片狀石墨，具備鮮明特征。同時，蠕蟲狀石墨自身具有較大差異，其實石墨形態通常極具特色。而出現這種效果的直觀因素為鐵液中含有的微量元素具有直接關聯，例如，在鐵液當中，如鐵液中的“鎂”含量較高時，蠕墨鑄鐵中的石墨狀態可以更接近于球狀石墨;而當”鎂“含量較低時，蠕墨鑄鐵的蠕蟲狀石墨則更傾向于片狀石墨。在工業應用領域，為了保證蠕墨鑄鐵技術的有效應用，需要對鐵液中的微量元素進行有效控制，使其保持在中間性能，實現有效轉變。此外，蠕墨鑄鐵中的石墨結晶在此過程中，可分為兩大階段。

其一，石墨結晶在凝固過程中，可以與外界環境產生反應，生成初生石墨。在某些領域，初生石墨具有廣泛的應用特性;

其二，蠕墨鑄鐵中的蠕蟲狀石墨，在共晶凝固期間可以隨著凝固流程的進行，石墨自身將逐漸增多。同時，與奧氏體、萊氏體的共晶形成共晶石墨，石墨在生長過程中其自身具有鮮明特征，例如不會被奧氏體包圍，且含量逐漸減少，改變其自身的生長機理以及其方向。與其他鑄鐵技術一樣，蠕墨鑄鐵的凝固特性取決于共晶生長模式。

2 ?蠕墨鑄鐵的組織性能分析

近年來，蠕墨鑄鐵自身優異的使用特性以及特征，在我國的工業領域得到了顯著利用。因此，我國相關領域針對于蠕墨鑄鐵的力學、導熱性能等進行研究。在對蠕墨鑄鐵組織分析中，我國學者發現了其自身內部含有CO、Cr等元素，這些元素對硫化率具有直接聯系。而在力學性能當中，蠕墨鑄鐵技術石墨含量相同，乳化率更低。此外，蠕墨鑄鐵內部含有珠光體組織，且含量極多。這在一定程度上對如墨鑄鐵的應用性具有直接聯系，例如蠕墨鑄鐵自身出現明顯的強度以及硬度，可以應對相關的荷載力。經過有效工藝處理的如墨鑄鐵，在現有基礎上其力學性能將實現進一步加強，且通過多元低合金化處理的蠕墨鑄鐵技術，更可以促進珠光體的形成，并保證整體得到減少蠕墨鑄鐵的細化石墨。蠕墨鑄鐵以及釩鈦生鐵等原材料在經過熔化處理時，其抗拉性能以及硬度將得到全面提升。

在導熱性能應用中，蠕墨鑄鐵對于其導熱系數影響具有直接聯系。蠕墨鑄鐵自身的融化率極高，因此對于機械加工性能、高溫性能等具有顯著應用。相關學術界對蠕墨鑄鐵的融化率進行了管理研究，經研究數據表明，在機械加工當中，加入一定的核心元素（如金屬元素），將會使如墨鑄鐵的蠕蟲狀石墨分布更為均勻，整體的強度硬度可以得到顯著提升。此外，對于蠕墨鑄鐵的乳化率而言，其乳化率越高，其自身的機體組織均率越強，具有充分的加工性能。在高溫測試中，蠕墨鑄鐵可經受超高溫，將溫度設為2500℃，時間設立為30min后，蠕墨鑄鐵依然可以保持較強的強度，具有良好的熱疲勞性能。

蠕墨鑄鐵中的不同蠕化率，對于其熱疲勞性能的影響不同。當蠕化率保持在80%左右時，蠕墨鑄鐵的性能疲勞性最佳。除此之外，對于蠕墨鑄鐵的基本組織以及力學結構等進行分析，可以得知冷卻速度對蠕墨鑄鐵的組織具有明顯影響。通過對冷卻速度的控制，可以全面改善蠕墨鑄鐵的導熱性能、力學性能、抗腐蝕性能等。蠕墨鑄鐵在性能使用當中，有可能會出現一定的影響。因此，為了避免此影響所帶來的負面原因，相關工業領域可以改變柱體的壁厚，并可以對蠕墨鑄鐵進行有效的改良，對其冷縮效果實現加強。其如蠕墨鑄鐵越后，冷速越慢，所形成的晶體也就越大，鑄鐵的影響機理不同[8-9]。

3 ?蠕墨鑄鐵在內燃機中的有效應用分析

內燃機在動力機械裝置當中，占據了非常重要的社會地位。內燃機熱效率高、功率大，且零線之間相互配合，機械動能必須具備良好的應用特性以及應用優勢。在機械裝置中，可以獲得廣泛應用。蠕墨鑄鐵內燃機作為動力裝置中的重要組成部分，內燃機可以對缸體、缸蓋等實現全面鑄造。在工作中，內燃機的燃燒室燃燒溫度，一般情況下可達2000℃左右。缸體、缸蓋需要在使用中具有明顯的高溫承受力。因此，選用蠕墨鑄鐵技術，可以保證其承受高溫循環，還可以額外經受住高壓氣體的沖擊，保障工業生產效率以及相關工人的施工安全。對施工人員而言，在進行內燃機的應用中，蠕墨鑄鐵技術更可以為其自身的工作流程提供有效的便捷性。內燃機所承受的高壓、高負荷也全面增強。燃燒室攝入均勻，產生導熱性，對其內部溫度進行逐漸降低，并使其均勻有效的降低內部熱應力所導致的鋼鐵沖擊。

隨著我國社會實力的不斷發展，如何全面減輕內燃機的熱動力，也成為了我國重要的研究課題。內燃機的生產效率逐漸朝高功率、低能耗、低污染、低噪聲的方向發展，可以保證污染物在排放過程中顯著減少[10]。

在我國應用過程里，隨著工業領域的全面增強，我國的工業水準將實現全面提升。將國外優秀工藝進行吸收，轉化后成為我國的獨特技巧。例如，蠕墨鑄鐵技術。因此，就蠕墨鑄鐵技術的內容而言，其涵蓋的內容包含了排氣管、缸體、缸蓋等部件。在我國企業應用領域，例如中國重汽、玉柴等企業，對于蠕墨鑄鐵的應用性能已經實現了有效認知。并著手進行大批量生產，加強以蠕墨鑄鐵為主導的基本內燃機鑄件。在使用過程中，可以對內燃機的生產效率產生極大的意義。內燃機在生產過程中，其自身受到的外力因素影響，可以產生明顯的機械應力。內燃機的缸體、缸蓋等承受的熱應力損失就更大。由此可見，內燃機的缸體、缸蓋屬于較復雜的薄壁結構。因此，在使用過程中，其有可能會針對高溫出現明顯的壓力沖擊，這對于內燃機自身的強度、耐熱性能提出了全新要求。蠕墨鑄鐵技術可以滿足以上要求的同時，更具備應用特效。針對于內燃機的缸體、缸蓋等結構，進行全面應用。

4 ?結束語

由此可見，在我國工業領域，內燃機是我國目前應用范圍最為廣泛、同時也最具生產力的動力源。內燃機自身具備優良的力學性能，其自身的導熱性效功率性極佳，可以廣泛應用在相關的工程。蠕墨鑄鐵技術可以在現有基礎上對內燃機進行全面增強，保障其自身具有明顯的鑄造性能以及導熱性能。在同等壁厚情況下，爐墨鑄鐵的強度遠高于灰鑄鐵，可以全面幫助內燃機完成輕量化處理。在蠕墨鑄鐵技術成為重型機械重點應用目標的過程中，蠕墨鑄鐵組織力學性能，可以對其工業領域實現全面提升。但冷速對于蠕墨鑄鐵的性能方面，必須完成全面加強。蠕墨鑄鐵的性能必須經過一定的處理，例如，在使用過程中對蠕墨鑄鐵技術進行冷卻處理，將使蠕墨鑄鐵的性能發生有效轉變。在導熱性能、力學性能、機械性能等方面具備優良的使用特性，同時更具備優良的抗腐蝕性。在實際工程應用方面，均展現出較大的應用效果。冷速對于蠕墨鑄鐵的影響機理，可以分為乳化率、石墨形態等，通過相關的系數模型，進行系統性的研究。可以全面提升內燃機的使用性能，減少在使用過程中產生的不良因素。

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