在涡轮增压器球墨铸铁中以铌代钼

实验内容：球墨铸铁 (NCI) 新发展——在标准 NCI SiMo 中以铌代钼
实验缘由：由于近期钼的成本增加，为了节约成本，可选择以铌代钼
实验地点：巴西南大河联邦大学金相实验室、巴西涡轮增压器公司和巴西矿冶公司 CBMM
适用对象：

• 柴油发动机等
• 涡轮增压器原始设备制造商公司
• 涡轮增压器售后市场公司
• 排气歧管公司

JMatPro模拟软件（弗莱贝格工业大学）

相变和强度比较

实验原理

本研究旨在设计五种合金来研究在标准 NCI SiMo 中添加铌的影响，通过比较合金1和合金4的性能指标来确定以铌代钼的可行性

1. 硬度试验（HB）@25℃

在合金1和合金4的硬度试验测试中，可以发现：

• 材料硬度未出现明显变化
• 可加工性未受影响
• 可加工性通过了巴西涡轮增压器公司的验证

2. 抗拉试验

25℃和800℃

 

通过比较室温 (25℃)和高温 (800℃) 下的强度数据，发现以铌代钼后的材料（合金 1 x 合金 4）在屈服和拉伸强度性能方面未出现任何明显变化。

3. 金相分析

合金1（SiMo基线）

合金4(Si + 0.25%Nb, 0%Mo)<–目标

通过对合金1和合金4的金相分析，我们可以观察到

• 结核状态保持不变（两种情况下的结核率均达到 85%）。
• 可观察到细胞间沉淀物形态发生变化，钼碳化物出现在细胞间，而铌碳化物出现在细胞内。 

4. 估算合金成本交易额

（中国市场）

在中国市场上，钼的价格几乎与铌的价格相同。如上图所示，如果使用新型合金，则建议将 0.43% 的钼改为 0.25% 的铌，此时合金总成本可以降低30% 左右。

 

5. 结论

带有 NCI 硅铌涡轮壳体的涡轮增压器原型已在巴西投入使用，并进行耐久性测试。下一步实验将会测试低循环疲劳和抗蠕变性。

 

 

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