铸铁由于其性能和成本方面的诸多优点,在汽车材料中仍然占有一席之地。铸铁材料的进步更使之在汽车上的应用出现了新亮点。
(1) 球墨铸铁
铁素体球墨铸铁拉伸强度可达500MPa,韧性也较高,因此多用于底盘零件,有的车型甚至用作转向节等保安件。
珠光体球墨铸铁强度更高,在一些零件上可代替锻钢件。带平衡块的4缸轿车发动机曲轴采用球墨铸铁加圆角滚压强化,已成为美、德、法等国汽车厂家的标准工艺。因球铁的密度比钢约小10%,所以以球铁代钢可以产生一定的轻量化效果。
奥贝球铁(ADI-Austempered Ductile Iron)具有很高的强度和韧塑性,按美国和德国标准制造的奥贝球铁牌号,其最高强度级别达到1400MPa,超过了调质钢和渗碳钢的强度水平。可以用ADI代替钢制造汽车轮毂、全轮驱动双联杆、转向节臂、发动机正时齿轮、曲轴和连杆等。经实物测量,代替锻钢制造曲轴可以降重10%,代替铝合金制造载货车轮毂每只可降重0.5kg。
(2) 蠕墨铸铁
蠕墨铸铁(Vermicular graphite cast iron)又称紧密石墨铸铁(Compacted graphite cast iron),其机械-物理性能和铸造工艺性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间,很适合制造强度要求较高和要承受热循环负荷的零件,如气缸体、气缸盖、排气歧管和制动鼓等。
蠕墨铸铁的发现与球铁同时,但由于蠕化工艺控制难度较大而应用受到限制,Sinter Cast工艺控制系统为蠕铁的应用开辟了广阔的前景。Ford汽车公司从1996年开始应用这套系统生产发动机气缸体。据称蠕铁气缸体比灰铸铁气缸体降重16%,而结构刚度则提高12%~25%。采用蠕铁制造气缸体还可改善摩擦磨损性能、降低振动和噪音、改善排放。