Väljalaskekollektori materjalide omadused ja nõuded

Automootorite algusaegadel oli võimsus kaaluühiku kohta madal, kütuse põlemise efektiivsus kõrge ja heitgaaside temperatuur ei ületanud 500 kraadi. Automootori efektiivsuse paranemisega on heitgaasi temperatuur tõusnud 600–650 kraadini. Viimastel aastatel on arenenud riigid pidevalt parandanud autode heitgaaside standardeid. Katalüütilise tehnoloogia ja tiguturboülelaadimise tehnoloogia rakendamine on oluliselt tõstnud väljalaskekollektori töötemperatuuri enam kui 750 kraadini. Mootori jõudluse edasise paranemisega tõuseb väljalaskekollektori töötemperatuur veelgi. Samal ajal on mootoritehnoloogia edenedes keerulisemaks muutunud ka väljalaskekollektori struktuur. Lisaks sellele ei nõuta väljalaskekollektori materjalil töötades tsüklilise vahelduva temperatuuri tingimustes mitte ainult head kõrget temperatuuri, vaid ka head valamist. Seetõttu peavad väljalaskekollektori materjalil olema järgmised omadused.
Hea kõrge temperatuuri oksüdatsioonikindlus
Väljalaskekollektor töötab kõrge temperatuuriga tsüklilistes vahelduvates tingimustes pikka aega. Materjali oksüdatsioonikindlus kõrgel temperatuuril mõjutab otseselt väljalaskekollektori kasutusiga. Tavaline malm ei suuda ilmselgelt nõudeid täita ja materjalile tuleb lisada sulamielemente, et parandada materjali kõrge temperatuuri oksüdatsioonikindlust.
Stabiilne mikrostruktuur
Toatemperatuurist töötemperatuurini ei tohiks materjal läbida faasimuutusi ega minimeerida faasimuutusi nii palju kui võimalik. Kuna faasimuutus põhjustab mahu muutust, sisemist pinget või deformatsiooni, mis mõjutab toote jõudlust ja eluiga. Seetõttu on maatriksmaterjaliks eelistatavalt stabiilne ferriit- või austeniitstruktuur. Kõrgel temperatuuril töötavate malmist osade kahjustuste vorm on peamiselt korrosioon kõrgel temperatuuril. Pärast seda, kui struktuuris olevad faasid on oksüdeerunud (näiteks grafiidi süsinik), on oksiidi maht suurem kui algne maht, mis põhjustab valu pöördumatut laienemist.
Võrreldes kolme helbe-, ussi- ja sfäärilise grafiidivormiga on sfäärilisel grafiidil malmi jaoks parim kõrge temperatuuritaluvus. Põhjus on selles, et malmi tahkestumise protsessis kasvab juhtiva faasina helbegrafiit. Eutektilise tahkumise lõppedes moodustab igas eutektilises rühmas olev grafiit pideva hargnenud kolmemõõtmelise vormi. Kõrgel temperatuuril, kui hapnik tungib metalli, oksüdeerub grafiit, moodustades mikroskoopilise kanali, mis kiirendab oksüdatsiooniprotsessi. Kui sfääriline grafiit tuumastub, kasvab see teatud suuruseni ja on ümbritsetud maatriksiga. See eksisteerib isoleeritud sfäärina. Pärast grafiidisfääri oksüdeerumist ei moodustu kanalit, mis nõrgendab edasist oksüdatsiooni. Seetõttu on kõrgtugeva malmi oksüdatsioonikindlus kõrgel temperatuuril parem kui teiste grafiidivormide omal ja oksüdeeritud augud mõjutavad malmi kõrgtemperatuuritugevust vähem kui muud grafiidi vormid. Vermikulaarne grafiit jääb nende kahe vahele.
Väike soojuspaisumistegur
Väike soojuspaisumise koefitsient aitab vähendada väljalaskekollektori termilist pinget ja termilist deformatsiooni ning aitab parandada toote jõudlust ja kasutusiga.
Suurepärane tugevus kõrgel temperatuuril
Kõrgel temperatuuril kasutamisel peavad olema täidetud toote vajalikud tugevusnõuded.
Hea protsessi jõudlus ja madal hind
Kuuma- ja kõrgele temperatuurile vastupidavaid metallmaterjale on palju, kuid väljalaskekollektori keerulise kuju tõttu peavad väljalaskekollektori valmistamiseks kasutatavad materjalid olema hästi töödeldavad ja nende maksumus vastama masstootmise vajadustele. autotööstuses.