基于数值模拟的高硅钼球墨铸铁排气歧管基体组织及性能预测

高硅钼球墨铸铁排气歧管需要有稳定一致的本体金相组织和力学性能才能在使用过程中拥有高温稳定性。美国的ProCAST软件已经拥有了球墨铸铁组织中石墨球数及珠光体含量的分析功能,进而预测本体的力学性能。本文通过对高硅钼球墨铸铁排气歧管铸造工艺的流体场、温度场以及微观组织的耦合模拟运算,分析出排气歧管在铸态的基体组织,进而对力学性能进行预测。通过分析得出结论,采用适当的铸造工艺完全可以使高硅钼球墨铸铁排气歧管在铸态满足本体金相组织和本体力学性能的要求。

硅在高硅钼球墨铸铁热浸镀铝中对镀层组成的影响

通过对高硅钼球墨铸铁热浸镀铝中镀层的形貌和成分分析,探究了基材中的硅元素对镀层组成及形态的影响,目前相关研究不多。以高硅钼球墨铸铁为基材进行热浸镀铝,对镀层截面进行了形貌观察、SEM-EDS和XRD分析。结果表明:高硅钼球墨铸铁热浸镀铝时,热浸镀铝层组织分为富铝层和合金层。富铝层主要是纯铝和少量白色针状FeAl3相,而合金层根据位置分为靠富铝层的外侧合金层和靠基材的内侧合金层两部分:外侧合金层主要是FeAl3相和Fe2Al5相,内侧合金层则主要是Fe2Al5相和Fe-Al-Si三元合金相。基材中的硅会阻碍铝原子向基材扩散,生成Fe-Al-Si三元合金相阻碍合金层中Fe2Al5相向基材侧的生长;而且合金层与基材之间无指状形态,呈现出平滑的边界。

发动机排气歧管用高硅钼球墨铸铁抗热疲劳性研究

参照德国标准GGG-Si Mo51,制备了汽车发动机排气歧管用高硅钼球墨铸铁,利用砂型铸造制备Y形试样。通过不同上限温度的热疲劳测试以及显微组织观察,研究了高硅钼球墨铸铁的抗热疲劳性能。结果表明：高硅钼球墨铸铁在热循环过程中会产生变形,积累到一定程度,将在表面形成疲劳裂纹。热循环上限温度越高,形成裂纹的倾向就越大。热疲劳裂纹主要在晶界处产生,在热裂纹扩展过程中,球状石墨能改变裂纹的扩展方向。高硅钼球墨铸铁合理的工作温度为840℃以下。

汽车排气歧管用耐热球墨铸铁的抗氧化性研究

通过对所开发的汽车排气歧管用高硅钼球墨铸铁和高镍球墨铸铁的质量变化动力学和氧化层厚度变化进行研究。结果表明,高硅钼球墨铸铁和高镍球墨铸铁的质量和氧化层厚度均随工作时间延长而增大,且高硅钼球墨铸铁的增幅大于高镍球墨铸铁的增幅。并通过对表面成分分析,进一步了解了表面成分的变化情况。元素硅主要以Fe2SiO4形式存在。高硅钼球墨铸铁的质量动力学曲线符合抛物线规律,而高镍球墨铸铁的质量变化动力学曲线不符合符合抛物线规律。

汽车排气歧管用球墨铸铁的显微组织和抗腐蚀性研究

通过LOM、XRD、SEM和EDS等手段对所开发的汽车排气歧管材料进行组织分析,说明了高硅钼球墨铸铁的组织是由铁素体、球状石墨和钼的碳化物构成;而高镍球墨铸铁的组织主要由奥氏体、金属间化合物FeNi3和富锰、铬的碳化物构成。并利用电化学综合测试系统进行腐蚀电位和腐蚀电流测试。结果表明:高硅钼球墨铸铁的极化曲线中存在明显的钝化区,但高镍球墨铸铁的腐蚀电位更倾向于正电位,其耐蚀性优于高硅钼球墨铸铁。

汽车排气歧管用球墨铸铁的显微组织和抗生长性

通过LOM、XRD、SEM和EDS等手段分析了汽车排气歧管材料的组织构成。高温工作后两种材料尺寸的变化随工作温度的升高逐渐增大,但高硅钼球墨铸铁的尺寸增幅明显大于高镍球墨铸铁的增幅。由于镍和锰能有效提高球墨铸铁的抗氧化性和相变温度,所以高镍球墨铸铁的抗生长性优于高硅钼球墨铸铁的抗生长性。