خصائص ومتطلبات المواد العادم المتشعبة

في الأيام الأولى لمحركات السيارات، كانت الطاقة لكل وحدة وزن منخفضة، ولم تكن كفاءة احتراق الوقود عالية، ولم تتجاوز درجة حرارة غاز العادم 500 درجة. مع تحسين كفاءة محرك السيارة، زادت درجة حرارة العادم إلى 600 ~ 650 درجة. في السنوات الأخيرة، قامت الدول المتقدمة باستمرار بتحسين معايير انبعاثات عوادم السيارات. أدى تطبيق التكنولوجيا التحفيزية وتكنولوجيا الشحن التوربيني الدودي إلى زيادة درجة حرارة تشغيل مشعب العادم بشكل ملحوظ إلى أكثر من 750 درجة. ومع التحسين الإضافي لأداء المحرك، سيتم زيادة درجة حرارة تشغيل مشعب العادم. وفي الوقت نفسه، مع تقدم تكنولوجيا المحرك، أصبح هيكل مشعب العادم أكثر تعقيدًا أيضًا. بالإضافة إلى ذلك، عند العمل تحت حالة درجة الحرارة المتناوبة الدورية، فإن مادة مشعب العادم لا تتطلب فقط أداء جيد في درجات الحرارة العالية، ولكن أيضًا أداء صب جيد. لذلك، يجب أن تتمتع مادة مشعب العادم بالخصائص التالية.
مقاومة جيدة للأكسدة في درجات الحرارة العالية
يعمل مشعب العادم تحت ظروف متناوبة دورية ذات درجة حرارة عالية لفترة طويلة. تؤثر مقاومة الأكسدة للمادة عند درجة حرارة عالية بشكل مباشر على عمر خدمة مشعب العادم. من الواضح أن الحديد الزهر العادي لا يمكنه تلبية المتطلبات، ويجب إضافة عناصر السبائك إلى المادة لتحسين مقاومة الأكسدة في درجات الحرارة العالية للمادة.
البنية المجهرية مستقرة
في النطاق من درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة العمل، يجب ألا تخضع المادة لتغيير الطور أو تقليل تغير الطور قدر الإمكان. لأن تغيير الطور سيؤدي إلى تغيير الحجم أو الضغط الداخلي أو التشوه، مما يؤثر على أداء المنتج وعمره. لذلك، يفضل أن تكون مادة الأساس عبارة عن بنية فريت أو أوستنيت مستقرة. إن شكل الضرر لأجزاء الحديد الزهر التي تعمل في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة هو التآكل بشكل أساسي في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة. بعد أكسدة المراحل المكونة للهيكل (مثل كربون الجرافيت)، يكون حجم الأكسيد أكبر من الحجم الأصلي، مما يسبب توسعًا لا رجعة فيه في الصب.
بالمقارنة مع أشكال الجرافيت الثلاثة: الرقائق والديدان والكروية، فإن الجرافيت الكروي لديه أفضل مقاومة لدرجة الحرارة العالية للحديد الزهر. والسبب هو أنه أثناء عملية تصلب الحديد الزهر، تنمو رقائق الجرافيت كمرحلة رائدة. في نهاية التصلب سهل الانصهار، يشكل الجرافيت في كل مجموعة سهل الانصهار شكلاً ثلاثي الأبعاد متفرعًا مستمرًا. عند درجة حرارة عالية، عندما يغزو الأكسجين المعدن، يتأكسد الجرافيت ليشكل قناة مجهرية، مما يسرع عملية الأكسدة. عندما تتشكل نواة الجرافيت الكروية، فإنها تنمو إلى حجم معين وتحيط بها المصفوفة. إنه موجود ككرة معزولة. بعد أكسدة كرة الجرافيت، لا تتشكل أي قناة، مما يضعف عملية الأكسدة الإضافية. لذلك، فإن مقاومة الأكسدة لدرجات الحرارة العالية للحديد المرن أفضل من تلك الموجودة في الأشكال الأخرى من الجرافيت، كما أن الثقوب المؤكسدة لها تأثير أقل على قوة الحديد الزهر في درجات الحرارة العالية مقارنة بأشكال الجرافيت الأخرى. يقع الجرافيت العمودي بين الاثنين.
معامل التمدد الحراري الصغير
يساعد معامل التمدد الحراري الصغير على تقليل الضغط الحراري والتشوه الحراري لمجمع العادم، ويؤدي إلى تحسين الأداء وعمر الخدمة للمنتج.
قوة ممتازة في درجات الحرارة العالية
يجب استيفاء متطلبات القوة اللازمة للمنتج عند استخدامه في درجات حرارة عالية.
أداء عملية جيد وتكلفة منخفضة
هناك أنواع عديدة من المواد المعدنية المقاومة للحرارة ومقاومة درجات الحرارة العالية، ولكن نظرًا للشكل المعقد لمجمع العادم، يجب أن تتمتع المواد المستخدمة في تصنيع مشعب العادم بقابلية معالجة جيدة، ويجب أن تلبي تكلفتها احتياجات الإنتاج الضخم في صناعة السيارات.