杜 瑞 薛正良 严 浩 周小勇

(1.武汉科技大学湖北省冶金二次资源工程技术研究中心，湖北 武汉 430081； 2.湖北业茂科技有限公司，湖北 襄阳 441800)

刹车毂是汽车最重要的部件之一，其质量不但影响汽车的安全性和操控性，同时对汽车的节能、环保也有重要的影响[1]。目前国内大多数载货汽车刹车毂的材料为灰铸铁，是一种在铁水缓慢冷却过程中形成的在珠光体(或铁素体)基体中分散析出大量片状石墨的铸铁，断口呈灰色。灰铸铁碳含量相对较高，熔点较低，凝固过程中体积收缩量小，铸造性、减震性好，导热系数大(100 ℃的导热系数为43～47 W/(m·K))，常用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件[2]。

某公司生产的重型汽车刹车毂材料为HT250灰铸铁，当汽车在崎岖的山路上行驶，或长距离下坡连续刹车时，刹车毂表面温度短时可升高到700～800 ℃，在刹车毂两侧间产生较大的温差应力。同时，刹车毂表面在室温与高温的热震环境下会产生一系列变化[3]：(1)铸铁表层氧化和磨损加速，直至失效；(2)热疲劳损坏，即刹车毂表面温度升高到400～600 ℃以上时珠光体发生分解，铸铁的机械强度和导热系数显著降低，在轮毂厚度方向的温差应力和刹车产生的摩擦力的复合作用下产生疲劳裂纹，行车过程中裂纹扩展，直至失效。

汽车轮毂的报废不仅给行车造成严重的安全隐患，也给车主及轮毂制造商造成经济损失。汽车轮毂的服役寿命取决于轮毂的材料和铸造工艺。为了提高轮毂的使用安全性，需提高铸铁的高温强度，而铸铁的力学性能主要取决于其微观组织。……