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制动鼓铸件的微观组织中石墨形态和基体组织会有哪些影响

时间:2021-08-02 11:33:21 点击:176 次 来源:河南凤宝重工科技有限公司
  对于制动鼓,温度循环变化的作用,除产生热应力外,还会导致金属材料内部的组织变化,从而使应力加剧。此外,制动鼓作业时,各部位受热不均匀、各微观组成部分的热膨胀不同,在反复加热、冷却的条件下,也会造成交变应力。

制动鼓

  石墨形态的影响
  无论是灰铸铁或球墨铸铁,热疲劳裂纹一开始都产生于石墨的基面。
  灰铸铁中,裂纹沿石墨的基面发展,其方向不受金属基体晶界或珠光体取向的影响。具有A型石墨的灰铸铁,组织中的石墨片无方向性,疲劳的初期产生的裂纹是散乱分布的,因而具有较好的抵抗产生热疲劳裂纹的能力。因此,制动鼓铸件的微观组织中,石墨的形态应该是A型。B型、D型和E型石墨都会导致铸铁的力学性能降低、热疲劳性能恶化。
  球墨铸铁中,石墨的基面在球状石墨的径向,但球状石墨不能缓冲基体中产生的应力,会在石墨与铁素体的界面上产生裂纹。然后,再产生径向裂纹,通过铁素体壳扩展到珠光体,直到另一个石墨球。

制动鼓

  基体组织的影响
  有的标准中限定铁素体和碳化物含量,主要是为了保证常温强度和硬度。对制动鼓用灰铸铁的质量要求基于以上几方面的考虑,对制动鼓用的灰铸铁,除按照车辆特点规定力学性能和硬度的要求外,还有以下特殊要求:
  ◇规定石墨形态为A型;
  ◇不允许过于细小的石墨,规定石墨长度2~4级或3~5级;
  ◇基体以珠光体组织为主,要限定铁素体含量或铁素体和渗碳体总量。
  ◇规定更低碳含量以保证组织中石墨所占的体积分数,小型车一般为3.4,中型车为3.5,重型车为3.6或3.7。在此种条件下,铸铁中石墨所占的体积分数大致为11~13,铸铁的热导率大约是其基体材料的2倍。石墨片过于细小的灰铸铁,虽然常温强度较高,但抵抗热疲劳的能力较差。
  为使这种特殊用途的灰铸铁的常温力学性能符合规格要求,除认真控制铸铁的冶金质量和孕育处理过程外,对于强度和硬度要求较高的品种,有时不得不加入少量Cu、Cr、Mo等合金元素。在此种情况下,应严格控制合金元素的加入量,以性能达到要求为度,过多的合金含量会使石墨细小、体积分数减少,对制动鼓的使用寿命反而有负面的影响。制动鼓厂家认为在相同的使用条件下,灰铸铁制动鼓制动时所达到的更高温度低于球墨铸铁制动鼓,其实际使用寿命高于球墨铸铁制动鼓。因此,一般不用球墨铸铁制造制动鼓。