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耐热性能优良的涡轮增压器碟形弹簧用钢带
信息来源:世界金属导报2016-05-17B13      时间:2016-05-16 11:59:19


由于全球减排CO2法规的强化,汽车行业在努力提高燃油效率,将发动机小型化,减少排气量。在提高燃油效率的同时,用涡轮增压器提高动力,以补充因小型化导致的输出功率不足问题。为了进一步提高涡轮增压器的响应性,排气温度处于上升的趋势,这样对材料的耐热性和强度的要求更高。大同特殊钢公司目前正致力于生产耐热超合金钢带和耐热特殊不锈钢钢带。

1涡轮增压器的应用案例

在柴油车的涡轮增压器中,作为消除涡轮迟滞(增压滞后)的手段,有配备可变机构的模型,图1是代表性的可变式涡轮增压器。DSALOY718适用于保持该可变机构的碟形弹簧。由于发动机排出燃烧气体,该碟形弹簧处于高温环境,要求长时间暴露在高温后,仍保持作为弹簧的反作用力。

2 D S A L O Y 7 1 8、DSALOYX-750的特性

D S A L O Y 7 1 8、DSALOYX-750(DSALOY是大同特殊钢的注册商标)是适用于高温下使用的析出强化型的高强度Ni基合金。时效硬化比较缓慢,特性波动小,而且在各种环境下耐蚀性优越。

图2是DSALOY718、DSALOYX-750和具有代表性的耐热不锈钢的高温抗拉强度。DSALOY718、DSALOYX-750比SUS310S

和SUH660具有更高的耐热强度。在700℃的高温环境下,也可以获得约800MPa的抗拉强度。

图3是DSALOY718、DSALOYX-750 在700℃环境下的松弛特性。与SUH660相比,两种材料长时间暴露在高温下后,强度也不易降低,具有良好的松弛特性。

图4是DSALOY718、DSALOYX-750 的蠕变断裂强度,从图中可知,与SUS310S相比,两种材料在高温长时间一侧均具有高的蠕变

强度。(注:拉尔森-米勒参数LMP=(T 273)(l ogt 20),T是绝对温度(K),t是断裂时间(h))。

D S A L O Y 7 1 8、DSALOYX-750 都是将金属间化合物作为析出相利用的析出强化型合金。DSALOY718的组织形态是bct结构的γ″相(Ni3Nb:D022结构),在母相γ相中呈圆盘状析出。圆盘厚度为10nm、直径为约50nm。DSALOYX-750的组织形态是f cc结构的γ′相(Ni3(Al,Ti):L12结构),在母相γ相呈立方体或球状析出,其尺寸是亚微米。这些析出相即使高温下也会阻碍位错的运动,所以试验(环境)温度上升,这两种合金也具有高强度。

3大同特殊钢的耐热钢带

大同特殊钢的DSALOY718、DSALOYX-750耐热钢带,实现了稳定的性能和质量。生产的冷轧钢带厚度为0.1-2mm,最大宽度为300mm。表1是DSALOY718、DSALOYX-750 代表性的性能及成分,通过控制钢带生产时的生产条件,根据加工厂商的加工方法和部件形状,也可以调整钢带的力学性能。

4结语

DSALOY718钢带被用于涡轮增压器部件上,获得了良好的评价。作为涡轮增压器以外的应用案例,也可用于排气系统的密封垫圈和发动机周围的零部。 (全荣)

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