高碳低硅含鈮灰鑄鐵在制動盤中的應(yīng)用.pdf

1、制動盤和制動鼓是汽車的保安件，是汽車制動系統(tǒng)中最重要的組成部分。制動器的工作環(huán)境比較惡劣，反復(fù)的機械摩擦和溫度變化使其容易發(fā)生磨損和開裂而失效。隨著時代的發(fā)展和生活水平的提高，要求汽車向高檔化、舒適化、輕型化發(fā)展，要求制動器材料具有較高的強度、良好的耐磨性、導(dǎo)熱散熱性和抗熱疲勞性能以及良好的減震性。
　　灰鑄鐵是一種傳統(tǒng)的生產(chǎn)制動盤的材料，它的優(yōu)勢體現(xiàn)在價格低、易生產(chǎn)、成品率高，而且有多種提升性能的方式。本課題采用合金化的強化方法

2、，通過調(diào)節(jié)碳硅元素的加入量以獲得足夠的石墨，提高灰鑄鐵的導(dǎo)熱散熱性和抗熱疲勞性能，然后在熔煉時通過添加不同含量的Nb元素，研究Nb元素對灰鑄鐵組織及性能的影響規(guī)律。
　　研究表明:碳當量在4.0％以上的高碳當量灰鑄鐵擁有足量的石墨，導(dǎo)熱散熱性較高;碳當量相同的灰鑄鐵，適當降低Si/C比值，石墨片長度減小，數(shù)量增多，基體中鐵素體比例減小，珠光體比例提高，珠光體片間距略有減小，材料的抗拉強度、硬度和耐磨性均有提高。降低灰鑄鐵的硅碳比細

3、化了石墨片，一定程度上提高了灰鑄鐵的導(dǎo)熱性，使材料抵抗熱裂紋萌生和擴展的能力提高。高碳低硅灰鑄鐵的抗熱疲勞性能優(yōu)于相同碳當量的其他成分比的灰鑄鐵，也高于低碳當量的普通灰鑄鐵。
　　鈮元素可以細化高碳當量灰鑄鐵的石墨片，在0～0.3％范圍內(nèi)，隨著鈮元素的增加，石墨逐漸由3級向4級轉(zhuǎn)化，仍保持片狀且分布較均勻。鈮可以明顯細化珠光體片間距，提高基體強度，并使材料的硬度和耐磨性均有不同程度的提高。
　　添加少量的鈮元素可以提高灰鑄鐵

4、的導(dǎo)熱性和抗熱疲勞性能，延緩熱裂紋的萌生和擴展。鈮含量從0增加到0.14％，灰鑄鐵抗熱疲勞性能顯著提高，當鈮含量增加到0.20％以上，由于石墨片過于細化，反而降低了材料的導(dǎo)熱性。細片石墨的尖角更易造成應(yīng)力集中，促進熱疲勞裂紋的萌生，降低灰鑄鐵的熱疲勞性能。所以鈮不宜添加過多。
　　在高碳低硅含量的灰鑄鐵制動盤添加少量的鈮元素，所得的灰鑄鐵石墨片明顯細化，灰鑄鐵的強度和硬度都有提高，彌補了高碳當量造成的力學性能的不足?？紤]經(jīng)濟原因，