汽车工业中的蠕墨铸铁材料

汽车工业中的蠕墨铸铁材料

刊名：Emerging Materials Research（英）

刊期：2012年第1期

作者：Ajit Behera et al

编译：张为荣

蠕墨铸铁作为一种高强度铸铁材料能够在减轻汽车零部件质量的同时提升其性能。为了得到准确的性能提升数据，对灰铸铁、蠕墨铸铁和球墨铸铁3种材料进行测试。

微观结构测试中，通过X光射线分析其合成物，石墨形态、紧密度和基质特性可以由基于计算机的图像分析系统获得。测试结果表明，石墨颗粒在灰铸铁中随机排列，在球墨铸铁中显示为独立的球状，而在蠕墨铸铁中石墨颗粒为细长的蠕虫状，以珊瑚状的方式结合在一起。这一特性使得蠕墨铸铁中石墨颗粒紧密地粘附在铁基质上从而获得更高的强度和刚度。

性能测试中，拉伸试验以0.05mm/s的恒定速度拉动试样得到0.2%条件的屈服强度、抗拉强度和断裂伸长率。通过常温下的夏比冲击试验得到材料韧性和抗剪强度。通过标准硬度测量方法得到试样材料的布氏硬度。

试验结果表明，相比灰铸铁，蠕墨铸铁提升了75%的抗拉强度、45%的刚度和近2倍的疲劳强度。从图1中可以看出蠕墨铸铁的弹性模量大于灰铸铁，略低于球墨铸铁。图2中灰铸铁断裂伸长率近似为0，蠕墨铸铁低于球墨铸铁。

在无钢型摩擦材料中铜是必不可少的一种成分，其广泛用于提高高温时的制动性能。不同的亚铜材料如铜纤维/粉、黄铜纤维、青铜粉、氧化亚铜和硫化铜，都以纤维状或微粒状应用于制动摩擦材料中。铜具有很好的延展性、热传导性和较低的莫氏硬度，所以其经常在高温环境下作为固体润滑剂应用于摩擦材料工业中。通过在摩擦表面添加氧化亚铜，还可实现在不同温度、不同制动条件下摩擦效能的保持。因此，为了减少制动盘表面的有害冲击，可以通过添加亚铜材料来控制摩擦因数的变化。