Características y requisitos de los materiales del colector de escape.

En los primeros días de los motores de automóvil, la potencia por unidad de peso era baja, la eficiencia de la combustión del combustible no era alta y la temperatura de los gases de escape no excedía los 500 grados. Con la mejora de la eficiencia del motor de automóvil, la temperatura de escape ha aumentado a 600~650 grados. En los últimos años, los países desarrollados han mejorado continuamente las normas sobre emisiones de escape de los automóviles. La aplicación de tecnología catalítica y tecnología de turbocompresor helicoidal ha aumentado significativamente la temperatura de funcionamiento del colector de escape a más de 750 grados. Con la mejora adicional del rendimiento del motor, la temperatura de funcionamiento del colector de escape aumentará aún más. Al mismo tiempo, con el avance de la tecnología de motores, la estructura del colector de escape también se ha vuelto más complicada. Además, al trabajar bajo el estado de temperatura alterna cíclica, se requiere que el material del colector de escape tenga no sólo un buen rendimiento a altas temperaturas, sino también un buen rendimiento de fundición. Por tanto, el material del colector de escape debe tener las siguientes características.
Buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas.
El colector de escape funciona en condiciones alternas cíclicas de alta temperatura durante mucho tiempo. La resistencia a la oxidación del material a altas temperaturas afecta directamente la vida útil del colector de escape. Obviamente, el hierro fundido común no puede cumplir con los requisitos y es necesario agregar elementos de aleación al material para mejorar la resistencia a la oxidación a altas temperaturas del material.
Microestructura estable
En el rango desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de trabajo, el material no debe sufrir cambios de fase o minimizar el cambio de fase tanto como sea posible. Porque el cambio de fase provocará un cambio de volumen, tensión interna o deformación, afectando el rendimiento y la vida útil del producto. Por lo tanto, el material de la matriz es preferiblemente una estructura estable de ferrita o austenita. La forma de daño de las piezas de hierro fundido que funcionan en condiciones de alta temperatura es principalmente corrosión en condiciones de alta temperatura. Después de que se oxidan las fases constituyentes de la estructura (como el grafito de carbono), el volumen del óxido es mayor que el volumen original, lo que provoca una expansión irreversible de la pieza fundida.
En comparación con las tres formas de grafito: escamas, gusano y esférico, el grafito esférico tiene la mejor resistencia a altas temperaturas para el hierro fundido. La razón es que durante el proceso de solidificación del hierro fundido, el grafito en escamas crece como fase principal. Al final de la solidificación eutéctica, el grafito de cada grupo eutéctico forma una forma tridimensional ramificada continua. A alta temperatura, cuando el oxígeno invade el metal, el grafito se oxida formando un canal microscópico que acelera el proceso de oxidación. Cuando el grafito esférico se nuclea, crece hasta un cierto tamaño y queda rodeado por la matriz. Existe como una esfera aislada. Una vez oxidada la esfera de grafito, no se forma ningún canal, lo que debilita la oxidación posterior. Por lo tanto, la resistencia a la oxidación a altas temperaturas del hierro dúctil es mejor que la de otras formas de grafito, y los agujeros oxidados tienen menos efecto sobre la resistencia a altas temperaturas del hierro fundido que otras formas de grafito. El grafito vermicular se encuentra entre los dos.
Pequeño coeficiente de expansión térmica.
Un pequeño coeficiente de expansión térmica favorece la reducción del estrés térmico y la deformación térmica del colector de escape y mejora el rendimiento y la vida útil del producto.
Excelente resistencia a altas temperaturas
Deben cumplirse los requisitos de resistencia necesarios del producto cuando se utiliza a altas temperaturas.
Buen rendimiento del proceso y bajo costo.
Existen muchos tipos de materiales metálicos resistentes al calor y a las altas temperaturas, pero debido a la forma compleja del colector de escape, los materiales utilizados para fabricar el colector de escape deben tener una buena procesabilidad y su costo debe satisfacer las necesidades de la producción en masa. en la industria automotriz.