汽车发动机排气管制造工艺研究(图)

高镍发动机排气管具有很好的高温使用性能,其最高使用温度可达925℃。高镍球铁在汽车零部件上主要用于高性能发动机排气管、涡轮增压器壳等耐热件的制造上。国内在这方面所做工作较少,随着汽车发动机性能的不断提升,对发动机排气管的使用性能要求越来越高,高镍球铁在汽车发动机排气管等耐热铸件上的应用会进一步增加。

一汽-大众奥迪B7、捷达A4的发动机排气管即设计为高镍球铁材料,其材质牌号为NiSiCr 35 5 2与NiSiCr 35 3 2。我们针对一汽-大众高镍排气管进行了试验研究与开发,以实现其国产化的目的。

1 高镍球铁排气管材质的开发

(1) 材质的先期开发与存在的问题

高镍球铁材质开发主要是按照德国高镍铸铁牌号GGG-NiSiCr355 2和NiSiCr35 3 2,我们进行40kg/炉的试棒与阶梯试样浇注试验,在要求范围内进行Si、Mn、Cr的调整,达到规定化学成分要求。球化剂均采用低稀土球化剂进行球化处理,即加入量为1.6%,孕育即采用75SiFe,加入量为0.8%。主要为了摸索高镍球铁的常规力学性能、退火性能、球化与孕育趋势、流动性能、收缩率等方面的基础参数。

试验结果如下。

a.基体组织主要为奥氏体组织,由于存在较高的Mn、Cr合金含量,基体中沿晶界处存在碳化物组织。

b.在正常球化时,试棒力学性能(常规与退火后)可达到德国高镍球铁标准要求,即抗拉强度>370N/mm2,伸长率>10%。

c.球化状况不稳定,试棒金相组织出现大量的枝晶点状的过冷石墨或蠕虫状衰退石墨.球化率低,严重恶化试棒力学性能,见图1。球化不良的原因分析可能主要源于以下方面。一方面是由于铁液中存在大量的合金元素,合金总量达到40%左右,致使铁液产生严重的过冷倾向,石墨化不好,石墨扩散不均匀,浓度起伏大,同时本身铁液含碳量又较低(NiSiCr35 52