מאפיינים ודרישות של חומרי סעפת פליטה

בימים הראשונים של מנועי רכב, ההספק ליחידת משקל היה נמוך, יעילות שריפת הדלק לא הייתה גבוהה וטמפרטורת גז הפליטה לא עלתה על 500 מעלות. עם שיפור יעילות מנוע הרכב, טמפרטורת הפליטה עלתה ל-600 ~ 650 מעלות. בשנים האחרונות, מדינות מפותחות שיפרו ללא הרף את תקני פליטת פליטת מכוניות. היישום של טכנולוגיה קטליטית וטכנולוגיית טורבו-תולעת העלה משמעותית את טמפרטורת הפעולה של סעפת הפליטה ליותר מ-750 מעלות. עם שיפור נוסף של ביצועי המנוע, טמפרטורת הפעולה של סעפת הפליטה תוגדל עוד יותר. במקביל, עם התקדמות טכנולוגיית המנועים, גם מבנה סעפת הפליטה הסתבך יותר. בנוסף, בעבודה תחת מצב הטמפרטורה המתחלפת המחזורית, חומר סעפת הפליטה נדרש לביצועים טובים בטמפרטורה גבוהה, אלא גם לביצועי יציקה טובים. לכן, חומר סעפת הפליטה חייב להיות בעל המאפיינים הבאים.
עמידות טובה לחמצון בטמפרטורה גבוהה
סעפת הפליטה פועלת בתנאים מתחלפים מחזוריים בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב. עמידות החמצון של החומר בטמפרטורה גבוהה משפיעה ישירות על חיי השירות של סעפת הפליטה. ברזל יצוק רגיל כמובן אינו יכול לעמוד בדרישות, ויש להוסיף לחומר אלמנטים מסגסוגת כדי לשפר את עמידות החמצון בטמפרטורה גבוהה של החומר.
מבנה מיקרו יציב
בטווח מטמפרטורת החדר לטמפרטורת העבודה, החומר לא צריך לעבור שינוי פאזה או למזער את שינוי הפזה ככל האפשר. מכיוון ששינוי פאזה יגרום לשינוי בנפח, ללחץ פנימי או דפורמציה, המשפיעים על הביצועים וחיי המוצר. לכן, חומר המטריצה ​​הוא רצוי מבנה פריט או אוסטניט יציב. צורת הנזק של חלקי ברזל יצוק הפועלים בתנאי טמפרטורה גבוהים היא בעיקר קורוזיה בתנאי טמפרטורה גבוהה. לאחר שהשלבים המרכיבים במבנה מתחמצנים (כגון פחמן גרפיט), נפח התחמוצת גדול מהנפח המקורי, מה שגורם להתרחבות בלתי הפיכה של היציקה.
בהשוואה לשלוש צורות הגרפיט של פתיתים, תולעים וכדוריים, לגרפיט כדורי יש את ההתנגדות הטובה ביותר לטמפרטורה גבוהה עבור ברזל יצוק. הסיבה היא שבמהלך תהליך ההתמצקות של ברזל יצוק, פתיתי גרפיט גדל כשלב המוביל. בתום ההתמצקות האוטקטית, הגרפיט בכל קבוצה אוקטית יוצר צורה תלת מימדית מסועפת רציפה. בטמפרטורה גבוהה, כאשר חמצן פולש למתכת, הגרפיט מתחמצן ליצירת תעלה מיקרוסקופית, המזרזת את תהליך החמצון. כאשר גרפיט כדורי נוצר, הוא גדל לגודל מסוים ומוקף במטריקס. הוא קיים ככדור מבודד. לאחר חמצון כדור הגרפיט לא נוצרת תעלה ובכך נחלשת החמצון הנוסף. לכן, עמידות החמצון בטמפרטורה גבוהה של ברזל רקיע טובה יותר מזו של צורות אחרות של גרפיט, ולחורים המחומצנים יש פחות השפעה על חוזק הטמפרטורה הגבוהה של ברזל יצוק מאשר צורות אחרות של גרפיט. גרפיט וורמיקולרי נמצא בין השניים.
מקדם התפשטות תרמית קטן
מקדם התפשטות תרמית קטן תורם להפחתת הלחץ התרמי והעיוות התרמי של סעפת הפליטה, ותורם לשיפור הביצועים וחיי השירות של המוצר.
חוזק מעולה בטמפרטורה גבוהה
יש לעמוד בדרישות החוזק הדרושות של המוצר בשימוש בטמפרטורות גבוהות.
ביצועי תהליך טובים ועלות נמוכה
ישנם סוגים רבים של חומרי מתכת עמידים בחום ועמידים בטמפרטורות גבוהות, אך בשל הצורה המורכבת של סעפת הפליטה, החומרים המשמשים לייצור סעפת הפליטה חייבים להיות בעלי יכולת עיבוד טובה, ועלותם צריכה לענות על צורכי הייצור ההמוני. בתעשיית הרכב.