自動車エンジンブロック用の鋳鉄材料

I.自動車エンジンブロックでの豚の鉄の現在の使用状況

（i）エンジンブロックに対する豚の鉄の元素の影響

豚の鉄の元素の割合は、エンジンブロックの性能を直接決定します。 

主成分である炭素（C）は、2.11％から4.3％の範囲です。グラファイトとして存在する場合、過剰な炭素は材料の強度を低下させますが、複雑な構造を鋳造するための溶融鉄の流動性を高めます。

シリコン（SI）は、グラフィット化を促進し、白い口の傾向を減らし、熱散逸を支援しながら靭性/加工性を向上させます。 

マンガン（MN）は硫黄（MNSを形成）を中和し、強度と耐摩耗性を高めます。 

硫黄（流動性の低下と熱い亀裂の原因）やリン（脆性）などの有害な要素は、厳密に制御する必要があります（通常は0.08％以下）。

（ii）エンジンブロックでの灰色の鉄と延性鉄の現在の適用

灰色の鉄と延性鉄は、エンジンブロックの製造において支配的な材料のままです。優れた鋳造性、機械加工性、コストの効率を備えた灰色の鉄は、中間から低エンドの車両アプリケーションの60％以上を占めています。 

より高い強度と靭性と評価された延性鉄は、その市場シェアが高性能/大型エンジンと軽量設計で約30％に増加し、残りはアルミニウム合金で占有されています。

ii。エンジンブロック用の灰色の鉄

（i）利点

優れたキャスティブ可能性：溶融灰色の鉄が容易に流れ、複雑なカビを満たし、鋳造欠陥を最小限に抑え、内部チャネルの正確な形成（水/石油の通路など）を可能にします。

優れた加工性：フレークグラファイトは、切断中に天然の潤滑剤として機能し、ツールの摩耗を削減し、加工コストを15％から20％下げます。

振動の減衰と摩耗抵抗：フレークグラファイトは動作性の振動を吸収しますが、その構造により長期の耐摩耗性が保証され、ブロックサービスの寿命が250,000 km以上に延長されます。

コスト効率：成熟した生産プロセスと豊富な原材料により、灰色の鉄のブロックは代替材料よりも15％から20％安くなります。

熱伝導率：高い熱伝導率（45-55 w/（m・k））は、エンジンの熱を消散して、最適な動作温度を維持します。

（ii）短所

1. 機械的強度は限られています： 引張強度（150-350 MPa）は、15 MPaの圧力と周期的応力に対する耐性を必要とする高性能エンジンに達しません.

   
   

2. 高密度：車両の重量と燃料消費量を増加させるため、軽量設計には適していません。

iii。 dエンジンブロック用のUctile Iron

（i）利点

1. 高強度とタフネス：球状のグラファイトはマトリックスの破壊を最小限に抑え、引張強度（400〜900 MPa）と伸長（2％-18％）が高い負荷エンジン（パフォーマンスSUVなど）に最適です。

2. 疲労抵抗：頻繁な開始/停止からの周期的なストレスに耐え、1,000時間以上のベンチテスト中に疲労亀裂のリスクを減らします。

3. 軽量の可能性：灰色の鉄と同様の密度にもかかわらず、高強度により、EV範囲エクステンダーの10％の重量削減の構造最適化が可能になります。

4. 熱性能：適切な熱伝導率（35-45 w/（m・k））は、エンジンの熱管理をサポートします。

（ii）短所

1. コストの上昇：結節化治療（MGベースの接種剤を使用）および厳密なプロセス制御は、灰色の鉄と比較して20％から30％増加します。

2. 複雑なキャスト：結節化の減衰には、30分以内に注ぐ必要があり、欠陥率の増加と生産の複雑さが増加します.

IV。豚の鉄vs.アルミニウム：エンジンブロックに適しているのはどれですか？

アルミニウム合金（1/3鋳鉄の密度）は、軽量のEVおよび燃料に優れています - 効率的な設計がありますが、硬度/摩耗抵抗（表面処理が必要）があり、高温で強度を失います。 

逆に、豚の鉄は、その実証済みの耐久性、コスト - 有効性、および耐熱性（大きな変位/高トルクアプリケーションのために重要な耐熱性）のために従来のエンジンを支配しています。選択は、エンジンのパフォーマンス、コスト、および終了要件に依存します。

V.エンジンブロック用のTieguのPig Iron Solutions

（i）製品モデルと仕様

• 灰色の鉄HT250：引張≥250MPa、HB 170-241、C：3.2％ - 3.6％、SI：1.8％ - 2.2％（中距離車両に適しています）。

• 延性鉄QT500-7：引張≥500MPa、伸長≥7％、HB 170-230（高性能エンジンに最適）。
  すべての製品は、厳格な不純物基準を満たしています（S/P≤0.08％）。

（ii）アプリケーションケース

• 主要な自動車メーカーは、HT250を3,000トン/年の助手席の自動車ブロックで使用し、2％未満の欠陥率と15％の機械加工効率の向上を達成しています。

• パワートレインサプライヤーは、SUVブロックにQT500-7を採用し、亀裂/変形のない1,000時間の高さ - 圧力テストを通過します。

vi。結論