Förbättrad utmattningslivslängd för cylinderhuvuden

Syfte och mål

Projektets huvudmålsättning var att ta fram en ny legering lämplig för cylinderhuvuden med förbättrad utmattningsprestanda jämfört med de material som används idag. Det har framkommit att en legering av kompaktgrafitjärn med en ferritisk, kiselhärdad, matris kan leda till förbättrad utmattningshållfasthet. Kiselhalten påverkar de mekaniska och termiska egenskaperna och genom att variera denna kan legeringen optimeras mot olika typer av laster. Projektet har varit framgångsrikt och givit förbättrade kunskaper om relationen mellan mikrostruktur och mekaniska egenskaper.

Resultat och förväntade effekter

Projektet har visat hur gjutparametrar såsom kemisk sammansättning och stelningshastighet påverkar mikrostrukturen och de mekaniska egenskaperna för kompaktgrafitjärn (CGI) avsedda för cylinderhuvuden. Projektet har också tagit fram en materialmodell som kvalitativt beskriver kopplingen mellan materialets mikrostruktur och dess mekaniska egenskaper. Projektet har varit framgångsrikt och en ny CGI-legering med kiselhärdad ferritisk matris har utvecklats med lovande egenskaper. I ett nästa steg föreslås att cylinderhuvuden gjuts och provas i fullskaliga motorprov.

Upplägg och genomförande

Projektet initierades med en litteraturstudie och en genomgång av de olika lastfall som är aktuella för cylinderhuvuden. Baserat på detta så göts en omfattande försöksserie av 9 olika kompaktgrafitjärnslegeringar. Efter inledande mikrostrukturundersökningar och mekaniska försök genomfördes omfattande studier av utmattningsegenskaperna hos de mest intressanta legeringarna. Parallellt med detta utvecklades en mikromekanisk modell som kvalitativt kopplar mikrostruktur till mekanisk prestanda.