Kenmerken en vereisten voor materialen voor uitlaatspruitstukken

In de begindagen van automotoren was het vermogen per gewichtseenheid laag, de brandstofverbrandingsefficiëntie niet hoog en de uitlaatgastemperatuur niet hoger dan 500 graden. Met de verbetering van de efficiëntie van automotoren is de uitlaattemperatuur gestegen tot 600 ~ 650 graden. De afgelopen jaren hebben ontwikkelde landen de emissienormen voor auto-uitlaatgassen voortdurend verbeterd. De toepassing van katalytische technologie en wormturbotechnologie heeft de bedrijfstemperatuur van het uitlaatspruitstuk aanzienlijk verhoogd tot meer dan 750 graden. Met de verdere verbetering van de motorprestaties zal de bedrijfstemperatuur van het uitlaatspruitstuk verder worden verhoogd. Tegelijkertijd is met de vooruitgang van de motortechnologie ook de structuur van het uitlaatspruitstuk ingewikkelder geworden. Bovendien moet het materiaal van het uitlaatspruitstuk, dat werkt onder de cyclische wisseltemperatuurtoestand, niet alleen goede prestaties bij hoge temperaturen hebben, maar ook goede gietprestaties. Daarom moet het materiaal van het uitlaatspruitstuk de volgende kenmerken hebben.
Goede oxidatieweerstand bij hoge temperaturen
Het uitlaatspruitstuk werkt lange tijd onder cyclisch wisselende omstandigheden bij hoge temperaturen. De oxidatieweerstand van het materiaal bij hoge temperaturen heeft rechtstreeks invloed op de levensduur van het uitlaatspruitstuk. Gewoon gietijzer kan uiteraard niet aan de eisen voldoen en er moeten legeringselementen aan het materiaal worden toegevoegd om de oxidatieweerstand bij hoge temperaturen van het materiaal te verbeteren.
Stabiele microstructuur
In het bereik van kamertemperatuur tot werktemperatuur mag het materiaal geen faseverandering ondergaan of de faseverandering zoveel mogelijk minimaliseren. Omdat faseverandering volumeverandering, interne spanning of vervorming zal veroorzaken, wat de prestaties en levensduur van het product zal beïnvloeden. Daarom is het matrixmateriaal bij voorkeur een stabiele ferriet- of austenietstructuur. De schadevorm van gietijzeren onderdelen die onder hoge temperaturen werken, is voornamelijk corrosie onder hoge temperaturen. Nadat de samenstellende fasen in de structuur zijn geoxideerd (zoals grafietkoolstof), is het volume van het oxide groter dan het oorspronkelijke volume, waardoor onomkeerbare uitzetting van het gietstuk ontstaat.
Vergeleken met de drie grafietvormen: vlok-, worm- en bolvormig, heeft bolvormig grafiet de beste hoge temperatuurbestendigheid voor gietijzer. De reden is dat tijdens het stollingsproces van gietijzer vlokgrafiet groeit als de leidende fase. Aan het einde van de eutectische stolling vormt het grafiet in elke eutectische groep een continu vertakte driedimensionale vorm. Wanneer bij hoge temperaturen zuurstof het metaal binnendringt, wordt het grafiet geoxideerd om een ​​microscopisch klein kanaal te vormen, dat het oxidatieproces versnelt. Wanneer bolvormig grafiet kiemt, groeit het tot een bepaalde grootte en wordt het omgeven door de matrix. Het bestaat als een geïsoleerde sfeer. Nadat de grafietbol is geoxideerd, wordt er geen kanaal gevormd, waardoor de verdere oxidatie wordt verzwakt. Daarom is de oxidatieweerstand bij hoge temperaturen van nodulair gietijzer beter dan die van andere vormen van grafiet, en hebben de geoxideerde gaten minder effect op de hoge temperatuursterkte van gietijzer dan andere vormen van grafiet. Vermiculair grafiet bevindt zich tussen de twee.
Kleine thermische uitzettingscoëfficiënt
Een kleine thermische uitzettingscoëfficiënt is bevorderlijk voor het verminderen van de thermische spanning en thermische vervorming van het uitlaatspruitstuk, en is bevorderlijk voor het verbeteren van de prestaties en de levensduur van het product.
Uitstekende sterkte bij hoge temperaturen
Er moet aan de noodzakelijke sterkte-eisen van het product bij gebruik bij hoge temperaturen worden voldaan.
Goede procesprestaties en lage kosten
Er zijn veel soorten hittebestendige en hittebestendige metalen materialen, maar vanwege de complexe vorm van het uitlaatspruitstuk moeten de materialen die worden gebruikt om het uitlaatspruitstuk te vervaardigen een goede verwerkbaarheid hebben en moeten hun kosten voldoen aan de behoeften van massaproductie. in de auto-industrie.