【摘要】：汽車行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率,減少廢氣中CO、HC和NO_X等有害物質(zhì)含量是汽車行業(yè)發(fā)展的必然方向。渦輪增壓器是提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率、降低燃油消耗、減少廢氣排放的有效手段,而渦殼是渦輪增壓器的主要零部件之一。隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,與傳統(tǒng)的普通球鐵和高硅鉬球鐵材質(zhì)渦殼相比,新型奧氏體耐熱不銹鋼渦殼的耐熱溫度達(dá)到1050℃以上,能滿足渦殼使用環(huán)境溫度的苛刻要求,具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文首先以典型規(guī)格的奧氏體耐熱不銹鋼(GX40CrNiSi25-12)渦殼鑄件為研究對(duì)象,采用Pro/E三維繪圖軟件和ProCAST凝固模擬軟件對(duì)渦殼鑄件進(jìn)行了鑄造工藝設(shè)計(jì)和凝固模擬優(yōu)化分析,并進(jìn)行了試生產(chǎn)驗(yàn)證;然后采用金相顯微分析(OM)、機(jī)械性能測(cè)試、X射線衍射(XRD)和電子探針(EPMA)測(cè)試等研究方法,研究了變質(zhì)處理對(duì)奧氏體耐熱不銹鋼(GX40CrNiSi25-20)組織與性能的影響;最后研究了兩種奧氏體耐熱不銹鋼的高溫抗氧化行為。得出的主要結(jié)論如下:通過ProCAST凝固模擬軟件對(duì)典型尺寸規(guī)格渦殼鑄件進(jìn)行了凝固模擬分析,設(shè)計(jì)了其鑄造工藝;并成功制備了材質(zhì)為GX40CrNiSi25-12的奧氏體耐熱不銹鋼渦殼鑄件。GX40CrNiSi25-20奧氏體耐熱不銹鋼的變質(zhì)試驗(yàn)表明,變質(zhì)劑的加入能有效地提高材料的機(jī)械性能。與未變質(zhì)材料比較,WS-1無硅變質(zhì)劑分別采用沖入法和鐘罩法變質(zhì)后,其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和伸長率分別提高了44.3%、15.3%、77.2%和40.4%、18.6%、61.3%;YBZW-4精煉變質(zhì)劑沖入法變質(zhì)后材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率分別提高了38.7%、11.6%、74.4%。對(duì)比研究了GX40CrNiSi25-20和GX40CrNiSi25-12兩種奧氏體耐熱不銹鋼在不同溫度下的高溫抗氧化性能。結(jié)果表明,其高溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線遵循拋物線規(guī)律,氧化增重隨著氧化溫度的升高與氧化時(shí)間延長而增大。比較兩種材料的氧化動(dòng)力學(xué)可知,在其他元素基本相同的情況下,含Ni更高的GX40CrNiSi25-20奧氏體耐熱不銹鋼具有更好的高溫抗氧化性能。
【圖文】：

圖 1-1 四沖程活塞發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理車發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)時(shí)間周期里面包含了四個(gè)沖程（吸氣沖程、壓縮程和排氣沖程），在一個(gè)周期過程中驅(qū)動(dòng)軸會(huì)完成 2 軸完整的旋轉(zhuǎn)的工作情況具體如下：1）吸氣沖程：當(dāng)活塞從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，進(jìn)氣口打開，排氣油發(fā)動(dòng)機(jī)來講，空氣和燃料的混合物從進(jìn)氣口被吸入氣缸內(nèi)。2）壓縮沖程：當(dāng)活塞從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，進(jìn)氣口和排氣口都燃料的混合物被活塞壓縮。3）做工沖程：當(dāng)活塞從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，進(jìn)氣口和排氣口都點(diǎn)燃空氣和燃料的混合物。4）排氣沖程：當(dāng)活塞從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，排氣口打開，進(jìn)氣排氣口排出。于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，可以通過下列方法來提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)其一，增大氣缸的體積；其二，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速；其三，使用渦

車渦輪增壓器的基本原理與優(yōu)點(diǎn)輪增壓器是提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率、降低石油消耗、減少廢有效手段[5-6]。世界各國都特別注重高性能汽車增壓器的研已廣泛地被應(yīng)用在汽車上。發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣排放的新的法規(guī)使范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，從而導(dǎo)致增壓器產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展[7-8]。壓器是一種壓縮環(huán)境空氣的裝置，圖 1-2 為渦輪增壓器剖動(dòng)機(jī)排出的廢氣，利用廢氣沖力就可以帶動(dòng)渦輪，而渦這樣，葉輪就可以壓縮更多的大氣進(jìn)入汽缸，從而達(dá)到，因此，，發(fā)動(dòng)機(jī)的效率得到提高。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TF77;TG142.71

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