蠕墨铸铁性能及其在内燃机中应用的研究进展

张艳艳

摘要：内燃机在工业领域应用范围非常广泛，目前我国为了符合高节能、高环保性、高产量的特征，对工业领域的相关技术进行了全面研究，完成了有效落实。在具体生产环节当中，内燃机必然实现全面优化，以保证其整体应用性能完成全面增长。目前，蠕墨铸铁具有高度的使用性能，其可以满足力学以及导热性能的要求。但蠕墨铸铁的整体生产工艺控制较难把握，因此其质量的一致性以及稳定性存在难度。为了全面了解蠕墨铸铁的生长机理，必须有效总结蠕墨铸铁生产技术的研究现状，并根据其存在的相关问题以及解决措施，给出蠕墨铸铁研究的整体发展方向建议。

关键词：蠕墨铸铁;工业领域;内燃机;研究进展

中图分类号：TG143.49                                  文獻标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）07-0207-02

0  引言

关于蠕墨铸铁技术的发展，在1948年，美国人便进行了应用。但受当时工业技术的影响，蠕墨铸铁技术并没有进行有效推广。对于大功率的内燃机，需要根据其内部结构完成改良。直至20世纪60年代，我国对蠕墨铸铁进行了相关研究，并将其应用到机床、内燃机等相关工程领域当中，实现了有效成长。就发展目标而言，蠕墨铸铁技术应范围更加广泛，且使用蠕墨铸铁技术后，产量得到了全面提升。蠕墨铸铁技术具有良好的综合性能，可以完成相关的优良特性，根据其力学性能可以在塑造性能、减震性能以及导热性能当中，完成同类对比增长。就强度而言，蠕墨铸铁自身的强度远高于灰铸铁，因此在工业领域得到了广泛应用。其对灰铸铁的应用模式起到了更新效果，蠕墨铸铁可以将传统的铸造工作进行转变，使其完成轻量化发展。蠕墨铸铁自身具有非常优良的性能，整体的生产技术逐渐受到了我国的重点关注。在工业领域，我国绝大部分企业在生产技术中开始尝试使用蠕墨铸铁技术，并将其创新性的应用在内燃机缸体、缸盖的应用领域。经实验结果测试表明，蠕墨铸铁技术在对内燃机缸体缸盖的处理中，具有绝佳的应用性。

1  蠕墨铸铁技术中石墨的生长原理分析

要想对蠕墨铸铁技术完成有效认知，必须对其石墨的生长状态以及生产机理全面了解。由于蠕墨铸铁中的石墨生产状态呈蠕虫状，因此将其称之为蠕墨铸铁。蠕虫状石墨在生长过程中，经常向不同方向完成转变生长，且在生长过程中出现相关的分支，包含侧向分支以及边缘分支等。在蠕墨铸铁内部，蠕墨铸铁的石墨会呈现一定的移动，由于其与蠕虫具有高度的相似性，因此也被称为“蠕虫状石墨”。蠕虫状石墨的前端在生长过程中，其会呈现出数条分支，有些分支呈现圆润形态;有些分支呈现尖锐形态，整体结构包含了大量的厚片状石墨，具备鲜明特征。同时，蠕虫状石墨自身具有较大差异，其实石墨形态通常极具特色。而出现这种效果的直观因素为铁液中含有的微量元素具有直接关联，例如，在铁液当中，如铁液中的“镁”含量较高时，蠕墨铸铁中的石墨状态可以更接近于球状石墨;而当”镁“含量较低时，蠕墨铸铁的蠕虫状石墨则更倾向于片状石墨。在工业应用领域，为了保证蠕墨铸铁技术的有效应用，需要对铁液中的微量元素进行有效控制，使其保持在中间性能，实现有效转变。此外，蠕墨铸铁中的石墨结晶在此过程中，可分为两大阶段。

其一，石墨结晶在凝固过程中，可以与外界环境产生反应，生成初生石墨。在某些领域，初生石墨具有广泛的应用特性;

其二，蠕墨铸铁中的蠕虫状石墨，在共晶凝固期间可以随着凝固流程的进行，石墨自身将逐渐增多。同时，与奥氏体、莱氏体的共晶形成共晶石墨，石墨在生长过程中其自身具有鲜明特征，例如不会被奥氏体包围，且含量逐渐减少，改变其自身的生长机理以及其方向。与其他铸铁技术一样，蠕墨铸铁的凝固特性取决于共晶生长模式。

2  蠕墨铸铁的组织性能分析

近年来，蠕墨铸铁自身优异的使用特性以及特征，在我国的工业领域得到了显著利用。因此，我国相关领域针对于蠕墨铸铁的力学、导热性能等进行研究。在对蠕墨铸铁组织分析中，我国学者发现了其自身内部含有CO、Cr等元素，这些元素对硫化率具有直接联系。而在力学性能当中，蠕墨铸铁技术石墨含量相同，乳化率更低。此外，蠕墨铸铁内部含有珠光体组织，且含量极多。这在一定程度上对如墨铸铁的应用性具有直接联系，例如蠕墨铸铁自身出现明显的强度以及硬度，可以应对相关的荷载力。经过有效工艺处理的如墨铸铁，在现有基础上其力学性能将实现进一步加强，且通过多元低合金化处理的蠕墨铸铁技术，更可以促进珠光体的形成，并保证整体得到减少蠕墨铸铁的细化石墨。蠕墨铸铁以及钒钛生铁等原材料在经过熔化处理时，其抗拉性能以及硬度将得到全面提升。

在导热性能应用中，蠕墨铸铁对于其导热系数影响具有直接联系。蠕墨铸铁自身的融化率极高，因此对于机械加工性能、高温性能等具有显著应用。相关学术界对蠕墨铸铁的融化率进行了管理研究，经研究数据表明，在机械加工当中，加入一定的核心元素（如金属元素），将会使如墨铸铁的蠕虫状石墨分布更为均匀，整体的强度硬度可以得到显著提升。此外，对于蠕墨铸铁的乳化率而言，其乳化率越高，其自身的机体组织均率越强，具有充分的加工性能。在高温测试中，蠕墨铸铁可经受超高温，将温度设为2500℃，时间设立为30min后，蠕墨铸铁依然可以保持较强的强度，具有良好的热疲劳性能。

蠕墨铸铁中的不同蠕化率，对于其热疲劳性能的影响不同。当蠕化率保持在80%左右时，蠕墨铸铁的性能疲劳性最佳。除此之外，对于蠕墨铸铁的基本组织以及力学结构等进行分析，可以得知冷却速度对蠕墨铸铁的组织具有明显影响。通过对冷却速度的控制，可以全面改善蠕墨铸铁的导热性能、力学性能、抗腐蚀性能等。蠕墨铸铁在性能使用当中，有可能会出现一定的影响。因此，为了避免此影响所带来的负面原因，相关工业领域可以改变柱体的壁厚，并可以对蠕墨铸铁进行有效的改良，对其冷缩效果实现加强。其如蠕墨铸铁越后，冷速越慢，所形成的晶体也就越大，铸铁的影响机理不同[8-9]。

3  蠕墨铸铁在内燃机中的有效应用分析

内燃机在动力机械装置当中，占据了非常重要的社会地位。内燃机热效率高、功率大，且零线之间相互配合，机械动能必须具备良好的应用特性以及应用优势。在机械装置中，可以获得广泛应用。蠕墨铸铁内燃机作为动力装置中的重要组成部分，内燃机可以对缸体、缸盖等实现全面铸造。在工作中，内燃机的燃烧室燃烧温度，一般情况下可达2000℃左右。缸体、缸盖需要在使用中具有明显的高温承受力。因此，选用蠕墨铸铁技术，可以保证其承受高温循环，还可以额外经受住高压气体的冲击，保障工业生产效率以及相关工人的施工安全。对施工人员而言，在进行内燃机的应用中，蠕墨铸铁技术更可以为其自身的工作流程提供有效的便捷性。内燃机所承受的高压、高负荷也全面增强。燃烧室摄入均匀，产生导热性，对其内部温度进行逐渐降低，并使其均匀有效的降低内部热应力所导致的钢铁冲击。

随着我国社会实力的不断发展，如何全面减轻内燃机的热动力，也成为了我国重要的研究课题。内燃机的生产效率逐渐朝高功率、低能耗、低污染、低噪声的方向发展，可以保证污染物在排放过程中显著减少[10]。

在我国应用过程里，随着工业领域的全面增强，我国的工业水准将实现全面提升。将国外优秀工艺进行吸收，转化后成为我国的独特技巧。例如，蠕墨铸铁技术。因此，就蠕墨铸铁技术的内容而言，其涵盖的内容包含了排气管、缸体、缸盖等部件。在我国企业应用领域，例如中国重汽、玉柴等企业，对于蠕墨铸铁的应用性能已经实现了有效认知。并着手进行大批量生产，加强以蠕墨铸铁为主导的基本内燃机铸件。在使用过程中，可以对内燃机的生产效率产生极大的意义。内燃机在生产过程中，其自身受到的外力因素影响，可以产生明显的机械应力。内燃机的缸体、缸盖等承受的热应力损失就更大。由此可见，内燃机的缸体、缸盖属于较复杂的薄壁结构。因此，在使用过程中，其有可能会针对高温出现明显的压力冲击，这对于内燃机自身的强度、耐热性能提出了全新要求。蠕墨铸铁技术可以满足以上要求的同时，更具备应用特效。针对于内燃机的缸体、缸盖等结构，进行全面应用。

4  结束语

由此可见，在我国工业领域，内燃机是我国目前应用范围最为广泛、同时也最具生产力的动力源。内燃机自身具备优良的力学性能，其自身的导热性效功率性极佳，可以广泛应用在相关的工程。蠕墨铸铁技术可以在现有基础上对内燃机进行全面增强，保障其自身具有明顯的铸造性能以及导热性能。在同等壁厚情况下，炉墨铸铁的强度远高于灰铸铁，可以全面帮助内燃机完成轻量化处理。在蠕墨铸铁技术成为重型机械重点应用目标的过程中，蠕墨铸铁组织力学性能，可以对其工业领域实现全面提升。但冷速对于蠕墨铸铁的性能方面，必须完成全面加强。蠕墨铸铁的性能必须经过一定的处理，例如，在使用过程中对蠕墨铸铁技术进行冷却处理，将使蠕墨铸铁的性能发生有效转变。在导热性能、力学性能、机械性能等方面具备优良的使用特性，同时更具备优良的抗腐蚀性。在实际工程应用方面，均展现出较大的应用效果。冷速对于蠕墨铸铁的影响机理，可以分为乳化率、石墨形态等，通过相关的系数模型，进行系统性的研究。可以全面提升内燃机的使用性能，减少在使用过程中产生的不良因素。

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