CN107939501A - 一种铸造排气歧管的材料 - Google Patents

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Abstract

一种铸造排气歧管的材料，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.2‑0.6％、Si 1.2‑2.6％、Al 0.1‑0.5％、Mn 0.1‑0.3％、Cr 20‑24％、Ni 22‑26％、Mo 0.6‑0.8％、Ba 0.7‑1.1％、Ce 4‑7％、N 0.9‑1.6％、Nb 1.5‑1.9％、P 0.02‑0.05％、S 0.11‑0.16％、Ti 5‑7％、V 6‑8％,余为Fe。本发明的有益效果为：(1)该排气歧管材料中加入了适量的铬、镍、钼、氮、铝、硅等合金元素，在一定的程度上改善和提高了最终排气歧管产品的耐磨性、耐氧化腐蚀性能；(2)本发明材料制成汽车排气歧管，具有更高的承温能力及耐久性能，提升了产品的质量和使用寿命，在一定程度上也节省了成本。

Description

一种铸造排气歧管的材料
技术领域
本发明涉及汽车配件生产领域，具体涉及一种铸造排气歧管的材料。
背景技术
排气歧管，是与发动机气缸体相连的，将各缸的排气集中起来导入排气总管的，带有分歧的管路。对它的要求主要是，尽量减少排气阻力，并避免各缸之间相互干扰。排气过分集中时，各缸之间会产生相互干扰，也就是某缸排气时，正好碰到别的缸窜来的没有排净的废气。这样，就会增加排气的阻力，进而降低发动机的输出功率。解决的办法是，使各缸的排气尽量分开，每缸一个分支，或者两缸一个分支，并使每个分支尽量加长并成型-以减少不同管内的气体相互影响。为了减少排气阻力，有的赛车采用不锈钢管制造排气歧管。
排气歧管应考虑到发动机动力性能、发动机燃油经济性能、排放标准、发动机的成本、匹配的整车前舱布置及温度场等。
目前普遍使用的排气歧管从材料和加工工艺上分有铸铁歧管和不锈钢歧管两个类型。
随着发动机技术的进步，排气歧管的结构也随之复杂化，加之在循环交变温度状态下工作，要求排气歧管材料不仅要具有良好的高温性能，还要具备良好的铸造性能。因此排气歧管材料必须具备如下特性：
良好的高温抗氧化性能；排气歧管长期在高温循环交变状态下工作，材料在高温下的抗氧化性能直接影响到排气歧管的使用寿命。普通铸铁显然无法满足要求，需要在材料中加入合金元素提高材料的高温抗氧化性能。
稳定的显微组织；在室温至工作温度范围内，材料应尽可能不发生相变或尽量减少相变。因为相变会造成体积的变化，使之产生内应力或变形，影响产品的使用性能和寿命。因此基体材料最好是稳定的铁素体或奥氏体组织。在高温条件下工作的铸铁零件的破坏形式主要表现为高温条件下的腐蚀，组织中的组成相氧化后(如石墨碳)，氧化物的体积大于原有体积，引起铸件的不可逆膨胀。
与片状、蠕虫状、球状三种石墨形态相比，球状石墨的铸铁耐高温性最好，原因在于铸铁在凝固过程中，片状石墨为领先相生长，至共晶凝固结束时，每个共晶团内的石墨构成连续的分枝立体形态，高温下，当氧侵入金属内部，石墨经氧化后，形成一个微观通道，加速氧化过程的进行。球状石墨形核时，单独成长一定尺寸后，被基体包围，以孤立的球存在，在石墨球被氧化后，不会形成通道，因而减弱了氧化的进一步进行，所以球墨铸铁的抗高温氧化性能好于其他形态的石墨，并且氧化后的孔洞对铸铁的高温强度较其他形态的石墨影响小，蠕墨则介于二者之间。
热膨胀系数小；小的热膨胀系数有利于减小排气歧管的热应力和热变形，有利于提高产品的使用性能和使用寿命。
优良的高温强度；必须满足产品在高温下使用时的必要强度要求。
良好的工艺性能和低成本；耐热、耐高温金属材料种类很多，但出于排气歧管复杂的形状，用于制造排气歧管的材料必须具有良好的工艺性，而且其成本必须满足汽车工业批量生产的需求。
良好的耐高温性能和抗氧化性能是排气歧管使用周期长短决定因素之一。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种铸造排气歧管的材料。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种铸造排气歧管的材料，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.2-0.6％、Si1.2-2.6％、Al 0.1-0.5％、Mn 0.1-0.3％、Cr 20-24％、Ni 22-26％、Mo 0.6-0.8％、Ba0.7-1.1％、Ce 4-7％、N 0.9-1.6％、Nb 1.5-1.9％、P 0.02-0.05％、S 0.11-0.16％、Ti 5-7％、V 6-8％,余为Fe。
进一步的，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.2％、Si 1.2％、Al 0.1％、Mn0.1％、Cr 20％、Ni 22％、Mo 0.6％、Ba 0.7％、Ce 4％、N 0.9％、Nb 1.5％、P 0.02％、S0.11％、Ti 5％、V 6％,余为Fe。
进一步的，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.6％、Si 2.6％、Al 0.5％、Mn0.3％、Cr 24％、Ni 26％、Mo 0.8％、Ba 1.1％、Ce 7％、N 1.6％、Nb 1.9％、P 0.05％、S0.16％、Ti 7％、V 8％,余为Fe。
进一步的，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.4％、Si 1.9％、Al 0.3％、Mn0.2％、Cr 22％、Ni 24％、Mo 0.7％、Ba 0.9％、Ce 5％、N 1.3％、Nb 1.7％、P 0.04％、S0.13％、Ti 6％、V 7％,余为Fe。
本发明的有益效果为：(1)该排气歧管材料中加入了适量的铬、镍、钼、氮、铝、硅等合金元素，在一定的程度上改善和提高了最终排气歧管产品的耐磨性、耐氧化腐蚀性能；(2)本发明材料制成汽车排气歧管，具有更高的承温能力及耐久性能，提升了产品的质量和使用寿命，在一定程度上也节省了成本。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例配合详细的说明，说明如下：
实施例1
一种铸造排气歧管的材料，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.2％、Si1.2％、Al 0.1％、Mn 0.1％、Cr 20％、Ni 22％、Mo 0.6％、Ba 0.7％、Ce 4％、N 0.9％、Nb1.5％、P 0.02％、S 0.11％、Ti 5％、V 6％,余为Fe。
实施例2
一种铸造排气歧管的材料，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.6％、Si2.6％、Al 0.5％、Mn 0.3％、Cr 24％、Ni 26％、Mo 0.8％、Ba 1.1％、Ce 7％、N 1.6％、Nb1.9％、P 0.05％、S 0.16％、Ti 7％、V 8％,余为Fe。
实施例3
一种铸造排气歧管的材料，由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.4％、Si1.9％、Al 0.3％、Mn 0.2％、Cr 22％、Ni 24％、Mo 0.7％、Ba 0.9％、Ce 5％、N 1.3％、Nb1.7％、P 0.04％、S 0.13％、Ti 6％、V 7％,余为Fe。
材料成分中主要包括高含量的Cr和Ni，Ni，Cr是抗氧化、稳定基体元素，是耐热铸钢的基本元素，含量一般在18-32％；Ni为奥氏体元素，同时提高铸钢的抗氧化性能，含量一般在8-25％；C含量一般在0.2-0.6％。同时为提高钢的抗氧化性和高温强度，向钢中加入Nb、Mo、N等合金元素，通过固溶强化、沉淀强化、晶界强化等途径提高钢的高温强度。
本发明的有益效果为：(1)该排气歧管材料中加入了适量的铬、镍、钼、氮、铝、硅等合金元素，在一定的程度上改善和提高了最终排气歧管产品的耐磨性、耐氧化腐蚀性能；(2)本发明材料制成汽车排气歧管，具有更高的承温能力及耐久性能，提升了产品的质量和使用寿命，在一定程度上也节省了成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种铸造排气歧管的材料，其特征在于：由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.2-0.6％、Si 1.2-2.6％、Al 0.1-0.5％、Mn 0.1-0.3％、Cr 20-24％、Ni 22-26％、Mo 0.6-0.8％、Ba 0.7-1.1％、Ce 4-7％、N 0.9-1.6％、Nb 1.5-1.9％、P 0.02-0.05％、S 0.11-0.16％、Ti 5-7％、V 6-8％，余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种铸造排气歧管的材料，其特征在于：由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.2％、Si 1.2％、Al 0.1％、Mn 0.1％、Cr 20％、Ni 22％、Mo 0.6％、Ba0.7％、Ce 4％、N 0.9％、Nb 1.5％、P 0.02％、S 0.11％、Ti 5％、V 6％，余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种铸造排气歧管的材料，其特征在于：由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.6％、Si 2.6％、Al 0.5％、Mn 0.3％、Cr 24％、Ni 26％、Mo 0.8％、Ba1.1％、Ce 7％、N 1.6％、Nb 1.9％、P 0.05％、S 0.16％、Ti 7％、V 8％，余为Fe。
4.根据权利要求1所述的一种铸造排气歧管的材料，其特征在于：由以下质量百分比的化学成分构成：C 0.4％、Si 1.9％、Al 0.3％、Mn 0.2％、Cr 22％、Ni 24％、Mo 0.7％、Ba0.9％、Ce 5％、N 1.3％、Nb 1.7％、P 0.04％、S 0.13％、Ti 6％、V 7％，余为Fe。
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