高碳合金制動(dòng)盤(pán)材質(zhì)的研制.pdf

1、灰鑄鐵由于具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性、耐摩性、好的鑄造性能、抗震性能及成本低等優(yōu)點(diǎn),一直是制動(dòng)盤(pán)的主要材料。制動(dòng)盤(pán)在剎車過(guò)程中承受著很大的載荷,在發(fā)生摩擦磨損的同時(shí)制動(dòng)盤(pán)的溫度升高。在路況復(fù)雜(例如交通擁堵、雨雪天氣、大霧天氣)時(shí),車輛在行駛過(guò)程中需要頻繁剎車制動(dòng),制動(dòng)盤(pán)處于冷熱交替狀態(tài)、易產(chǎn)生熱疲勞,造成制動(dòng)盤(pán)出現(xiàn)裂紋。因此制動(dòng)盤(pán)需具備較高的強(qiáng)度、導(dǎo)熱性和耐摩性。
　　在灰鑄鐵中,碳當(dāng)量越高,石墨含量越高。石墨的含量越高、導(dǎo)熱性越好,但強(qiáng)

2、度、硬度會(huì)隨之降低?；谝陨戏治?本文對(duì)多種合金元素合金化的高碳當(dāng)量灰鑄鐵組織及性能進(jìn)行了分析、研究。其主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1.研究了高碳合金灰鑄鐵的組織及性能隨Mn/S的變化特點(diǎn)、冷卻速度對(duì)其組織及力學(xué)性能的影響,并考察了過(guò)共晶合金灰鑄鐵的凝固特點(diǎn)及Mn含量對(duì)過(guò)共晶合金灰鑄鐵組織及性能的影響。研究結(jié)果表明:在高碳當(dāng)量合金灰鑄鐵中,Mn/S對(duì)石墨的形態(tài)影響比較大。在本實(shí)驗(yàn)的化學(xué)成分中,Mn/S為15最為恰當(dāng),此時(shí)的石墨全部為

3、A型,且分布比較均勻;Mn/S高于15時(shí),都會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)小的石墨。無(wú)論石墨的形態(tài)如何變化,微觀組織為100％珠光體。
　　在含有促進(jìn)珠光體形成元素Cr、Cu、Sn及高S的情況下,硅的含量強(qiáng)烈地影響了灰鑄鐵的組織及性能的變化規(guī)律。當(dāng)Si含量較低時(shí),強(qiáng)度、硬度隨著斷面厚度的增加而下降;但為2.17%時(shí),隨著斷面厚度的增大,硬度不降反而增大;在過(guò)共晶合金灰鑄鐵,通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)成分,可以獲得很好的力學(xué)性能,滿足制動(dòng)盤(pán)的要求。
　

4、　2.研究了高碳合金灰鑄鐵的熱疲勞特性。結(jié)果表明:碳當(dāng)量很低時(shí),鑄鐵的強(qiáng)度、硬度很高,在熱疲勞過(guò)程中,裂紋首先出現(xiàn),擴(kuò)展速度最快、耐熱疲勞性能很差。以前的研究發(fā)現(xiàn)含有D型石墨的灰鑄鐵的熱疲勞性能比較差,但是在本文試驗(yàn)過(guò)程中,碳當(dāng)量很高時(shí),若基體為全珠光體,即使含有較多的D型石墨,灰鑄鐵的裂紋擴(kuò)展速度也比較慢。
　　3.采用ML-10型銷-盤(pán)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了高碳合金灰鑄鐵摩擦磨損性能。研究結(jié)果表明:力學(xué)性能、石墨形態(tài)及氧化膜是影