汽车发动机块的铸铁材料

I.汽车发动机块中生铁的当前使用状态

（i）生铁元素对发动机块的影响

生铁中元素的比例直接决定发动机块的性能。 

碳（c），主要成分，范围为2.11％至4.3％。当作为石墨时，它会增强铸造复杂结构的熔融铁的流动性，尽管碳过多会降低材料强度。

硅（SI）促进石墨化，减少白色 - 口腔趋势，并提高韧性/可加工性，同时帮助散热。 

锰（MN）中和硫（形成MN），以增强强度和耐磨性。 

必须严格控制硫（降低流动性和引起热开裂）和磷（铜）（通常≤0.08％）之类的有害元素。

（ii）当前在发动机块中使用灰铁和延性铁

灰铁和延性铁仍然是发动机块制造中的主要材料。灰铁，具有出色的可铸性，可加工性和成本 - 效率，占中型到低 - 最终车辆应用的60％以上。 

具有更高强度和韧性的延性铁已经看到其市场份额上升到高性能/大马力发动机和轻质设计的30％，其余的则由铝合金占用。

ii。发动机块的灰铁

（i）优势

出色的铸造性：容易熔化的灰铁流以填充复杂的霉菌，最大程度地减少铸造缺陷，并可以精确地形成内部通道（例如水/油通道）。

卓越的可加工性：薄片石墨在切割过程中起着天然润滑剂的作用，将工具磨损降低并降低加工成本15％-20％。

振动阻尼和耐磨性：Flake石墨吸收了操作振动，而其结构可确保长期耐磨性，将障碍物的使用寿命延长至250,000公里。

成本效率：成熟的生产过程和丰富的原材料使灰铁块比替代材料便宜15％ - 20％。

导热率：高热电导率（45-55 W/（M·K））散发发动机热量以保持最佳的工作温度。

（ii）缺点

1. 机械强度有限： 拉伸强度（150-350 MPa）缺乏高性能发动机，需要抵抗15 MPA的压力和循环应力.

   
   

2. 高密度：不适合轻巧设计，因为它可以增加车辆的重量和燃油消耗。

iii。 d发动机块的玻璃铁

（i）优势

1. 高力量和韧性：球形石墨可最大程度地减少矩阵破坏，产生拉伸强度（400-900 MPa）和伸长率（2％-18％），非常适合高负载发动机（例如性能SUV）。

2. 疲劳性抗性：应承受频繁开始/停止的环状应力，从而在1,000小时以上的台式测试中降低了疲劳裂纹风险。

3. 轻量级潜力：尽管密度与灰铁相似，但高强度允许结构优化，以减轻EV范围扩展器的重量减轻。

4. 热性能：足够的热导率（35-45 W/（M·K））支持发动机热管理。

（ii）缺点

1. 成本更高：与灰铁相比，结节化处理（使用基于MG的接种剂）和严格的过程控制将成本提高20％至30％。

2. 复杂的铸造：结节衰减需要在30分钟内倒入，增加缺陷率和生产复杂性.

iv。生铁与铝：哪个更适合发动机块？

铝合金（铸铁的密度为1/3）在轻质EV和燃料中出色 - 有效的设计，但缺乏硬度/耐磨性（需要表面处理），并且在高温下失去强度。 

相反，生铁由于其可靠的耐用性，成本 - 有效性和耐热性而占主导地位，这对于大型位移/高扭矩应用至关重要。选择取决于发动机性能，成本和结束 - 使用要求。

V. Tiegu的发动机块的生铁解决方案

（i）产品模型和规格

• 灰铁HT250：拉伸≥250MPa，HB 170-241，C：3.2％-3.6％，SI：1.8％-2.2％（适用于中范围的车辆）。

• 延性铁QT500-7：拉伸≥500MPa，伸长≥7％，HB 170-230（非常适合高性能发动机）。
  所有产品都符合严格的杂质标准（S/P≤0.08％）。

（ii）申请案例

• 一家领先的汽车制造商每年使用HT250，可用于3,000吨客车块，达到<2％的缺陷率和15％的加工效率提高。

• 动力总成供应商使用QT500-7用于SUV块，通过1,000-小时的高压测试，没有裂缝/变形。

vi。结论