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Matériau du carter de turbine : Présentation de 6 alliages de carter de différentes sortes
Le matériau du carter de turbine doit résister à de hautes températures : la température de fonctionnement du turbocompresseur de moteur diesel est généralement d'environ 600℃, la température de fonctionnement du turbocompresseur de moteur à essence atteint 800-900℃, et la température de fonctionnement du turbocompresseur de moteur de véhicule particulier atteint 900-950℃. °C. Avec l'amélioration des exigences de performance des moteurs, la température de fonctionnement du turbocompresseur doit encore augmenter.
Le turbocompresseur est principalement composé d'une partie turbine et d'une partie roue. Les roues de turbine sont soumises à de hautes températures et nécessitent d'excellentes performances à haute température, c'est pourquoi elles sont fabriquées en alliage résistant aux hautes températures. La forme de la turbine du turbocompresseur est complexe et le matériau doit présenter de bonnes propriétés de coulée et de performance à haute température.
Le matériau du carter de turbine du turbocompresseur doit posséder les propriétés suivantes :
1. Bonne résistance à l'oxydation à haute température : le surcompresseur fonctionne longtemps dans un environnement à haute température, et la résistance à l'oxydation du matériau à haute température affecte directement la durée de vie du surcompresseur. Pour assurer la résistance à l'oxydation à haute température du matériau, des éléments d'alliage tels que le Ni, le Cr et le Mo sont généralement ajoutés au matériau.
2. Microstructure stable : Le matériau ne subit pas de transition de phase autant que possible dans la plage de température ambiante à la température de fonctionnement ou minimise les transitions de phase. Parce que le changement de phase provoquera un changement de volume du produit, entraînant des contraintes internes ou des déformations, affectant les performances et la durée de vie du produit. Par conséquent, le matériau préféré est de préférence une structure ferrite ou austénitique stable.
3. Faible coefficient de dilatation thermique : Un faible coefficient de dilatation thermique est bénéfique pour réduire les contraintes thermiques et la déformation thermique du produit du turbocompresseur, et améliore les performances et la durée de vie du produit.
4. Résistance à haute température : le matériau du carter de turbine doit répondre aux exigences de résistance nécessaires du produit à haute température.
5. Bonnes performances de processus : De nombreux matériaux résistants à la chaleur et aux hautes températures existent. Cependant, en raison de la forme complexe, de la haute précision dimensionnelle et des exigences de qualité de surface de la volute du turbocompresseur, les matériaux utilisés pour fabriquer le carter du turbocompresseur doivent avoir une bonne fabricabilité.
Avec le renforcement continu du moteur, la température des gaz d'échappement augmente progressivement, et les exigences de performance de résistance aux hautes températures du matériau du carter de turbocompresseur deviennent également de plus en plus élevées. Actuellement, le turbocompresseur Le carter de turbine est principalement en fonte et en acier, principalement les six matériaux suivants, avec des types et des caractéristiques indiqués ci-après.
Matériaux du carter de turbine de six unités
Fonte grise
Les éléments d'alliage tels que le Cr, le Ni et le Si peuvent améliorer les performances en fatigue à haute température et les performances
Résistance à l'oxydation à des températures de fonctionnement inférieures à 500 °C.
Fonte ductile
La fonte à graphite sphéroïdal ferritique, qui contrôle la teneur en perlite, peut réduire le carter de turbocompresseur
Les contraintes internes résultantes prolongent la durée de vie. La fonte ductile est utilisée à des températures de fonctionnement.
Environnement de fonctionnement inférieur à 650 °C.
Fer-silicium résistant au chlore
Contient des éléments d'alliage tels que le Si et le Mo, qui contribuent à augmenter la résistance du ferro-alliage à haute température et à l'oxydation.
Propriétés chimiques, la température maximale de fonctionnement à 760 °C.
Fonte à haute teneur en nickel ductile
Contient du Ni, du Cr et d'autres éléments d'alliage à haute résistance, dureté et résistance à l'oxydation,
La température maximale de fonctionnement est de 880 °C.
Acier inoxydable austénitique
Avec une teneur élevée en éléments de valeur tels que le Ni, le W, etc., la température de fonctionnement maximale est de 1150 °C.
Acier inoxydable ferritique
Cr contenu de 8%à 30%, avec une petite quantité de Ni ou pas de Ni, le tissu est du fer
Primitive, température maximale de fonctionnement à 950°C.
En général, plus le degré d'alliage dans les matériaux de fonte est élevé, plus les performances de coulée sont mauvaises, plus le rendement de traitement est faible et plus le coût de fabrication est élevé. Plus la teneur en carbone dans l'acier inoxydable est faible, plus les performances de coulée sont mauvaises.
Parmi les matériaux métalliques de turbocompresseur automobiles actuellement sur le marché, la température la plus élevée capable de s'adapter au processus de travail est l'acier inoxydable austénitique contenant du nickel, qui est largement utilisé sur le marché. Parce qu'il contient des métaux précieux, les coûts de fabrication sont plus élevés. Le choix du turbocompresseur carter de turbine Le matériel nécessite une combinaison de facteurs.
Avec le développement de la technologie de turbocompression, sa température d'émission est passée d'environ 500°C à plus de 900°C. La large application de la turbocompression essence et de la technologie d'injection directe dans les cylindres, avec des températures d'émission allant jusqu'à 1050°C, impose des exigences plus strictes aux matériaux du carter de turbine du turbocompresseur : Premièrement, une bonne résistance à l'oxydation à haute température, un faible changement de dilatation thermique et une résistance élevée. Deuxièmement, le matériau présente de bonnes propriétés de forgeage et de traitement.