حديد الخنزير

1 、 حالة الاستخدام الحالي للحديد الخام في كتل محركات السيارات
(ط) تأثير عناصر الحديد الزهر على كتل المحرك
تحدد نسبة العناصر في الحديد الصلب بشكل مباشر أداء كتل المحرك.

يتراوح الكربون (C)، وهو المكون الرئيسي، من 2.11% إلى 4.3%. عند وجوده في صورة جرافيت، فإنه يعزز سيولة الحديد المنصهر لصب الهياكل المعقدة، على الرغم من أن الكربون الزائد يقلل من قوة المادة.
يعزز السيليكون (سيليكون) من عملية الجرافيتية، ويقلل من الميل إلى الفم الأبيض، ويحسن من المتانة/القابلية للماكينة مع المساعدة في تبديد الحرارة.

يعمل المنجنيز (Mn) على معادلة الكبريت (مكونًا MnS) لتعزيز القوة ومقاومة التآكل.
يجب التحكم بدقة في العناصر الضارة مثل الكبريت (تقليل السيولة والتسبب في التشقق الساخن) والفوسفور (الهشاشة) (عادةً ما تكون ≤ 0.08%).

(II) الاستخدام الحالي للحديد الرمادي وحديد الدكتايل في كتل المحركات

لا يزال الحديد الرمادي وحديد الدكتايل هما المادتان المهيمنتان في تصنيع كتل المحركات. ويستحوذ الحديد الرمادي، الذي يتميز بقابليته الممتازة للسبك والتشغيل الآلي وكفاءته من حيث التكلفة، على أكثر من 601 تيرابايت من تطبيقات المركبات المتوسطة والمنخفضة.

شهد حديد الدكتايل الذي يتميز بقوة وصلابة أعلى ارتفاعًا في حصته السوقية إلى حوالي 301 تيرابايت 3 تيرابايت في المحركات عالية الأداء/ذات القدرة الحصانية الكبيرة والتصميمات خفيفة الوزن، بينما احتلت سبائك الألومنيوم الحصة المتبقية.

الحديد الرمادي لكتل المحرك

(ط) المزايا

قابلية صب ممتازة: يتدفق الحديد الرمادي المنصهر بسهولة لملء القوالب المعقدة، مما يقلل من عيوب الصب ويتيح تشكيل قنوات داخلية دقيقة (مثل ممرات الماء/الزيت).

قابلية تشغيل فائقة: تعمل قشور الجرافيت كمادة تشحيم طبيعية أثناء القطع، مما يقلل من تآكل الأداة ويقلل من تكاليف التصنيع بمقدار 15% - 20%.

تخميد الاهتزازات ومقاومة التآكل: تمتص قشور الجرافيت الاهتزازات التشغيلية، بينما يضمن هيكلها مقاومة التآكل على المدى الطويل، مما يطيل من عمر خدمة الكتلة إلى أكثر من 250,000 كم.

كفاءة التكلفة: عمليات الإنتاج الناضجة ووفرة المواد الخام تجعل من الرمادي

كتل الحديد 15% - 20% أرخص من المواد البديلة.

التوصيل الحراري: تعمل الموصلية الحرارية العالية (45 - 55 واط/(م-ك)) على تبديد حرارة المحرك للحفاظ على درجات حرارة التشغيل المثلى.

(ثانياً) المساوئ

قوة ميكانيكية محدودة: تقل قوة الشد (150 - 350 ميجا باسكال) عن المحركات عالية الأداء التي تتطلب مقاومة لضغوط وإجهادات دورية تبلغ 15 ميجا باسكال.

كثافة عالية: غير مناسبة للتصميمات خفيفة الوزن، حيث تزيد من وزن المركبة واستهلاك الوقود.

III. حديد الدكتايل لكتل المحركات

(ط) المزايا

قوة وصلابة عالية: يقلل الجرافيت الكروي من تمزق المصفوفة إلى الحد الأدنى، مما ينتج عنه قوة شد (400 - 900 ميجا باسكال) واستطالة (2% - 18%) مثالية للمحركات عالية التحميل (مثل سيارات الدفع الرباعي عالية الأداء).

مقاومة التعب: يتحمل الإجهادات الدورية الناتجة عن عمليات التشغيل/التوقف المتكررة، مما يقلل من مخاطر التشققات الناتجة عن التعب أثناء اختبارات مقاعد البدلاء التي تزيد عن 1000 ساعة.

إمكانات خفيفة الوزن: على الرغم من تشابه كثافة الحديد الرمادي مع الحديد الرمادي، إلا أن القوة العالية تسمح بتحسين الهيكل لتقليل وزن 10% في موسعات المدى الكهربائية.

الأداء الحراري: تدعم الموصلية الحرارية المناسبة (35 - 45 واط/(م-ك)) إدارة حرارة المحرك.