HT200制动鼓的失效分析及其新材质的研制
汽车制动鼓的设计以及失效分析
汽车制动鼓的设计以及失效分析作者：翟文焕孟仲张丽峰来源：《中国科技博览》2019年第03期[摘要]由于我国的经济与科技正处于迅速发展的阶段，而我国的汽车在载重与速度方面都有增加，所以，对于汽车制动鼓的材料也有跟高的要求。
高强度、高抗热疲劳性以及良好的硬度就是现代化的汽车制动鼓所需要的制作材料。
而汽车制动鼓是汽车中重要的保安件。
在平常对汽车进行检修的时候，汽车制动鼓也是首要的检查部件。
而造成汽车制动鼓失效的原因有可能是由于，汽车制动鼓的材料方面的问题，材料的强度很低或者是材料的硬度过低都可能造成制动鼓失效，而在制动鼓上出现磨痕台阶以及轴向裂纹的现象也是可能造成制动鼓失效的原因，或者是组织转变发生在汽车制动的时候，这样进一步的加速了汽车制动鼓的失效。
[关键词]汽车制动鼓；设计；失效中图分类号：U463.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0165-01一、汽车制动鼓的设计汽车制动鼓是汽车制动方面最重要的部件。
而汽车制动鼓的本身的强度，硬度，以及其本身的动态特征，都是对汽车制动方面有着很深的影响，而这些原因也会影响到汽车制动装置的使用效率以及使用寿命，更是对整台汽车的舒适程度，操作稳定程度以及汽车的安全方面的问题都有所影响。
对于汽车制动鼓的静态分析可以采用有限元法进行静态分析，并且将分析的结果传送到汽车的制动鼓的设计之中，会在很大的程度上提高了汽车制动鼓的设计效率，并对汽车能够做到反复的优化。
汽车制动鼓的设计是运用制动传动机构进行制动的，而且制动机构在制动鼓的内侧将制动摩擦片在其中压紧。
制动鼓的设计对于汽车的制动时十分重要的，而且汽车制动鼓也是对汽车能否停放可靠的重要保障。
二、汽车制动鼓失效分析汽车制动鼓失效主要在五个方面表现出来，包括掉底、龟裂、开裂还有磨损太大以及不正常的磨损。
汽车制动鼓铸件失效主要从两个方面进行探析，这两个方面分别是，一方面是汽车制动鼓铸件的材料还有其本身的强度，另一方面是在一定的条件下，材料组织可能会改变，而这一改变将会引起机械性能的改变，再加上外界条件的一些影响就会造成汽车制动鼓失效的现象发生。
重型货车制动鼓故障及改进调查研究
[3] 侯霄，卢衍伟，朱丽媛，等.光伏发电技术在轨道交 通客中的应用[J].城市轨道交通研究.2017（6）： 138-141.
[4] 于秩祥，蒋晶. 利用太阳能为轿车蓄电池充电装置的
设计研究[J].汽车科技，2017（3）：51-55. [5] 于秩祥.轿车应急起动电源系统设计[J].汽车电器，
无法改变环境，只能适应。制动鼓是鼓式制动器 的摩擦偶件，除应具有作为构件所需要的强度和刚度 外，还应具有尽可能高而稳定的摩擦系数，以及适当 的耐磨性、耐热性、散热性和热容量。通过对使用工 况的分析，不难发现目前鼓式制动鼓的故障主要是工 况的适应性问题，目前制动鼓主要材料是HT250，要从 新材料、新技术和新结构上来进行改进。
微信号 auto1950 / 2021年 第 7 期
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入不同比例的合金元素，通过实验室分析，合金制动 鼓综合性能优于普通灰铁制动鼓。经过近一年实际市 场使用情况跟踪和验证，合金鼓比普通鼓的平均故障 里程略有提升，但在恶劣工况条件下，工程车制动鼓 的故障在三包期内仍居高不下。
2）措施二。通过调研，找到了一种复合材料的制 动鼓，又称双金属制动鼓。如图5所示。这种制动鼓结 构有独到之处，外部采用钢质材料，内部采用铸铁材 料镶嵌而成。其特点是将钢的高韧性、高强度与铸铁 良好的导热性能结合在一起，能够同时满足制动鼓对 高的韧性、耐磨性和导热性的要求，从而提高了制动 鼓的使用寿命。为快速验证其实际使用效果，在市场 上找了5台车进行定点道路试验快速验证。三个月后， 有些制动鼓内部磨损严重，出现较多的裂纹，并且出 现镶嵌处松动，内外材料分离的情况。通过验证，双 金属的材料并不适合工程自卸车辆。
汽车制动鼓的失效分析.
汽车制动鼓的失效分析汽车制动鼓是汽车的重要保安件，也是汽车日常检修中首要检查部件，根据公司三包件的反馈信息，制动鼓失效主要有五种形式：开裂、龟裂、掉底、磨损过大、非正常磨损。
铸件失效主要从两个方面考虑，一是铸件的材料成分和自身的强度，另一个是在一定工况条件下，材料组织的改变而引起的机械性能的改变。
一般来说，铸件的机械性能主要取决于化学成分，又受外部环境（温度、冷却速度等）的影响。
制动鼓在工作时主要受两个方向的力，一个是来自蹄铁的法向压力，一个是因旋转和蹄铁离合片产生的切向力。
当去掉法向压力，制动鼓和蹄铁离合片之间的切向力也就不存在了；制动鼓和离合片摩擦产生大量的热，导致制动鼓温度升高，而离合片和制动鼓的摩擦实际多是斑状接触，接触面因受摩擦产生的热使该处组织发生相变，产生相变应力，降低了该处的抗热疲劳能力；同时，由于受热的不均匀，温度高的部位发生了相变，温度低的部位没有变化，而有的部位甚至尚未受到热的影响；相变产生应力，受热的不均匀也会产生应力，这些残余应力的存在，使得力学性能不均匀，在频繁的制动载荷作用下，产生有一定规则的裂纹（见图一、二），裂纹多呈轴向分布，断续或连续状，从裂纹分布情况分析，裂纹主要是受切向力产生的。
切向力作用在制动面上，对基体有撕裂的作用，对基体造成内应力，降低了材料的热疲劳强度，便产生连续或不连续的裂纹，严重的造成断裂。
图片一图片二另一方面，制动鼓产生的相变情况。
内部组织相变主要受温度影响，制动鼓工作时产生的温度最高可达850°C--900°C，这个温度足以造成组织相变，主要发生的相变有：1. 在800℃附近或略低于800℃，共晶碳化物分解为石墨和铁素体；2. 珠光体和铁素体在800℃以上转变为奥氏体；3. 奥氏体在快速冷却时转变为马氏体。
关于制动鼓开裂的问题，这个应从两个方面分析，一是在制动状态下，因材料自身强度差而受力破裂；二是在龟裂出现后，制动鼓在热应力和相变应力的相互作用下，再由于组织相变局部强度的降低，在制动外力频繁作用下，最终造成制动鼓破裂。
对蠕墨铸铁制动鼓的再认识
对蠕墨铸铁制动鼓的再认识万仁芳(东风汽车公司铸造一厂，湖北十堰442048)1当年为什么说“蠕墨铸铁是汽车鼓的最佳材质”?1．1制动鼓的功能和对材质的基本要求1)、承载重物，要有足够高的机械性能；2)、刹车时把动能速转化为热能并尽快散发出去，要有良好的导热性能 3)、山区行驶频繁刹车，并以水冷降温，要有良好的耐热疲劳性能； 4)、刹车时与刹车片摩擦制动，要有良好的耐磨性能；5)、刹车时要求平稳无震动、无异响，且在短距离内制动，要有良好的阻尼性能。
1．2灰铸铁制动鼓用户调查结果(表1)表1灰铁制动鼓早期失效原因分类统计表失效原因 开裂龟裂掉底无明显失效非正常磨损磨损过大合计数量(件) 264925764183194733013635500所占比例f ％)74．63 16．23 5．16 2．67 O ．93 0．38 100开裂+龟裂占90．86％；掉底占5．16％。
分析灰铸铁制动鼓失效的主要原因为： (1)、耐热疲劳性差； (2)、抗拉强度低。
1．3．蠕墨铸铁的性能特点(1)抗拉强度：用于制动鼓时：蠕铁为350～500MPa ，灰铁只有150～260MPa ；(2)导热性：蠕铁接近灰铁(灰铁共晶团内外石墨都相连，故导热性好，蠕铁共晶团内石墨相连，共晶团之间石墨不相连，但共晶团大，数量不多，故导热性比灰铁略差，但比球铁好得多)；(3)耐热疲劳性：蠕铁有接近于球铁的强度，又有接近于灰铁导热性，因此有优良的耐热疲劳性； (4)耐磨性：在干滑动摩擦条件下，蠕铁有最低的磨损量和最高的摩擦系数以及最低的摩擦系数衰减量；(图1、图2)(5)阻尼性：蠕铁比灰铁稍差。
6O ．2320．22崧8鬓o ．21删辎鼬龄4O ．2RuTQT飘瀚剽黼OO ．19图1 三种铸铁的磨损量图2 三种铸铁的摩擦系数1072蠕铁鼓的实际使用情况(1)乘用车制动盘：乘用车基本上都是采用盘式制动器，制动盘的材质是灰铸铁的一统天下。
主要牌号有两类：1)HT200、HT250。
一种球铁外壳双金属铸造的制动鼓,制造方法及汽车
制动鼓在汽车制动系统中扮演着至关重要的角色，它能够通过制动摩擦产生的热量将车辆减速至停止。
而一种球铁外壳双金属铸造的制动鼓则是一种新型制动鼓，它采用了特殊的制造方法，具有更高的耐磨性和耐腐蚀性，使得汽车制动更加安全和可靠。
让我们来了解一下这种特殊制动鼓的制造方法。
这种双金属铸造的制动鼓是以球铁外壳为基础材料，通过特殊工艺和技术，在其内部铸造一层金属合金，在高温下使两种金属发生结合，形成金属互扣，从而实现了球铁外壳和金属合金的完美结合。
这种制造方法保证了制动鼓具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，保证了制动系统的长期稳定性和安全性。
我们来探讨一下这种双金属铸造的制动鼓对汽车性能的影响。
传统的制动鼓往往会因为长期受到高温和高压的影响而产生变形、开裂甚至失效的情况，而这种新型制动鼓的问世，有效地解决了这一问题。
其高耐磨性和耐腐蚀性使得制动鼓能够在长时间高强度工作下依然保持稳定的性能，确保了制动系统的可靠性和持久性。
这对于汽车的安全性能和使用寿命都具有重要的意义。
接下来，让我们来总结一下这种双金属铸造的制动鼓所带来的优势。
它具有更高的耐磨性和耐腐蚀性，能够保证制动系统长期稳定可靠地工作。
采用了特殊的制造方法，使得球铁外壳和金属合金完美结合，提高了制动鼓的整体强度和稳定性。
这种制动鼓的问世填补了传统制动鼓在高强度工作环境下的不足，为汽车制动系统的发展带来了新的可能性。
在我看来，这种新型制动鼓的问世将对汽车行业产生深远的影响。
它不仅提高了汽车的安全性能和可靠性，也为汽车制动系统的进一步创新奠定了基础。
随着汽车科技的不断发展，相信这种双金属铸造的制动鼓将会在未来得到更广泛的应用，成为汽车制动技术的一项重要突破。
一种球铁外壳双金属铸造的制动鼓通过特殊的制造方法和材料选择，实现了制动鼓的全面升级，为汽车制动系统的安全性和可靠性带来了全新的可能性。
它的问世将会对汽车行业产生深远的影响，并推动汽车制动技术的发展和创新。
希望未来能够看到更多类似的新型汽车零部件问世，为汽车安全和可靠性保驾护航。
韧性、脆性金属构件失效分析
韧性、脆性金属构件失效分析作者：刘文举昝军峰来源：《中国科技博览》2016年第18期[摘要]金属失效分析是找出构件失效原因的常用方法。
本文对韧性材料、脆性材料进行失效分析，以灰铸铁、低碳钢两种常见的材料为例，对两种材料的拉力棒进行失效分析。
在试样拉伸曲线、理化特性和端口特征进行比较，得出韧性、脆性材料在断裂时的不同，并给出两种材料在工业上的防护建议。
[关键词]韧性材料（Q235）；脆性材料（HT200）；拉力棒；构件失效分析中图分类号：O346.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0010-011 前言金属失效是目前发生安全事故的主要原因，失效的原因多种多样。
对失效构件进行失效分析，找到失效原因，可以防止事故的再次发生，进一步提高构件的安全质量，增加社会、经济效益。
采用金属构件失效分析方法对韧性材料（Q235）、脆性材料（HT200）进行分析。
收集失效构件，分析其失效过程，确定失效的类型。
通过观察断口纹理，对失效构件进行微观金相分析、理化特性分析，查找出失效原因。
2 失效分析2.1 试样收集在实验室收集的灰铸铁（HT200）、低碳钢（Q235）的拉伸试棒如图1所示。
其中拉伸试棒有效长度为100mm，直径为20mm，标准件按GB228-2002加工而成。
2.2 失效过程2.2.1 试件准备沿着低碳钢试件的标距长度内（l0=100mm或50mm）沿长度方向用画线器每隔10mm画一圆周线，将标距10等分，用来为断口位置做补偿。
2.2.2 安装试件实验设备是液压万能材料试验机，型号WDW200D，将试件安装在上夹头上后缓慢加载，观察测力指针转动的情况，检查试件是否夹牢，如有打滑则重新安装。
2.2.3 实验件缓慢均匀加载，观察测指针移动情况及拉伸过程中物理现象。
对低碳钢试件，当指针不动或倒退时，说明材料开始屈服，记录屈服载荷Fs。
继续加载，直至试件断裂后停机，由被动针读出最大载荷Fb。
灰铁热疲劳性能,刹车鼓,毕业设计
灰铸铁表面的热疲劳行为摘要：提高制动鼓的抗热疲劳性，通过激光涂覆技术，模拟贝壳壳层的软硬交替的组成结构，对灰铸铁表面进行非平滑的仿生模拟处理。
其表面重要的特征是具有一定间距且相互平行的条纹。
在自控制热疲劳实验方法下，平滑和非平滑表面的热疲劳行为将被研究和对比。
结果证实此种非平滑表面能提高热疲劳抗性，同时还指出条纹间距越小，这种效果越好。
非平滑表面的功能如抵抗热裂纹的萌生和扩展对于提高灰铸铁热疲劳抗性是主要的原因所在。
关键词：热疲劳，裂纹，灰铸铁，条纹状，仿生的，非平滑表面1 简介制动鼓是卡车制动体系中最重要的部件。
由于巨大的制动力和频繁的刹车，制动鼓将受到由制动片带来的巨大的正压力和动静摩擦力，特别是车辆行驶在山地这样的复杂路面上时。
结果导致制动鼓提前失效。
观察表明制动鼓工作表面上出现大量长而深的裂纹，长度近乎和鼓身同高。
经过分析，我们知道是热疲劳导致了裂纹源的出现，随后才有裂纹的扩展直至断裂。
在刹车过程中，巨大的摩擦热被制动鼓吸收，使得工作表面迅速达到900℃。
冷热交变应力也许导致了裂纹的萌生和长的。
而且，由于线张力将最终使的长裂纹发生扩展断裂。
因此，急迫得提高制动鼓材料的热疲劳抗性。
对比与摩擦材料，制动鼓材料显得单一，且发展缓慢。
在长期来看，制动鼓生产商看好低价格的铸铁以及低成本的加工工艺。
例如，国内普遍用的HT150，HT200，国外用HT250和高碳灰铸铁，但这些材料易磨损。
为了提高这个性能，Ni, Cu, Mo, Cr和其他合金元素被添加入灰铸铁，由此低合金制动鼓材料也就发展起来。
强度，硬度，耐磨性都得到了提高，但热疲劳抗性还是不理想，这成为新的研究热点。
在多少年的进化过程中，有机体通过自然选择，具有完美的，独特的结构，相比于人工材料生物材料有着无可比拟的优越性。
仿生学是一门以模仿生物体系的原理来构建新技术体系的学问。
在过去的20年里，仿生学对材料科学与工程产生了深刻影响。
基于生物体独特的组成，结构以及相应的卓越的性能给研究人员在提高性能以及结构部件可靠性方面提供了很多线索。
高性能汽车制动鼓的研制与开发
上半月出版
Ｃａｓｔｉｎｇ·Ｆｏｒｇｉｎｇ·Ｗｅｌｄｉｎｇ 金属铸锻焊技术
０．５３％的试样（ ２＃） 的强度明显比不加 Ｃｕ 的（ ３＃） 要 高。因此 Ｃｕ 在 Ｍｏ－Ｃｕ－Ｃｒ 试样中的作用是相当明 显的。
把 Ｍｏ－Ｃｕ－Ｃｒ 试 样 （ ２＃） 和 Ｃｕ－Ｃｒ 试 样 （ １＃） 相 比， 可以发现： 二者硬度相差不大， 而强度差别很 大。这说明 Ｃｒ 元素对材料硬度影响很大， 只要具 有一定含量的 Ｃｒ， 就能保证材料的硬度； 而 Ｍｏ 对提高灰铸铁强度具有显著影响。
１＃ ３．５１ １．６２ ０．６７ ０．０２２ ０．０５８ ０．４９ ０．６０ － １９８
２１２
２＃ ３．５０ １．７３ ０．６１ ０．０２９ ０．０５８ ０．５０ ０．５３ ０．２ １９９
２６１
３＃ ３．５３ １．８０ ０．５８ ０．０３１ ０．０６２ ０．５１ － ０．２ １９７
２４５
２８
Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００８， Ｖｏｌ．３７， Ｎｏ． ３
摘 要： 通过对失效汽车制动鼓的分析， 发现普通灰铸铁制动鼓较易出现磨损严重或热疲劳裂纹情况， 已不能
满足现在汽车高负荷和高速度的要求。由于石墨具有高的热传导性， 采用高 Ｃ 铸铁将会改善抗热疲劳性， 但石墨的
增加会使铸件强度下降， 在高 Ｃ 合金中加入合金 元 素（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｓｎ 等）可 使 铸 件 强 度 和 抗 热 疲 劳 性 等 性 能 得 到 兼
２ 试验条件及方法
２．１ 熔炼条件 在本试验中所采用的熔化设备为中频感应电
炉， 容量为 ７５０ ｋｇ， 工厂生产所采用的熔化设备为 冲天炉。炉料为生铁、废钢、回炉料以及 Ｃｒ 铁、Ｍｏ 铁、纯 Ｓｎ 和纯 Ｃｕ 等。所有试样的出炉温度均在 １ ４３０～１ ４５０ ℃， 浇注温度为 １ ３００ ℃左右， 所采用 的 孕 育 剂 是 ７５ＳｉＦｅ， 粒 度 ６～１０ 目 ， 加 入 量 由 炉 前白口测试决定。 ２．２ 铸造工艺方案
汽车制动鼓失效原因分析及防止措施
降低 了该处 的抗 热疲 劳能 力 ； 同时 ， 由于受 热 的不 均 匀 ， 度高 的部位 发生 了相 变 ， 度低 的部位 没有 变 温 温 化 ， 有 的部 位甚 至 尚未受 到热 的影 响 ； 变产生 应 而 相
１ 制 动 鼓 的失 效 分 析
１１ 龟 裂 的分 析 ．
力， 受热的不均匀也会产生应力 ， 这些残余应力的存
重论证一下关于高碳制动鼓 的生产。
高碳 制动鼓 的 （ ） 一般控制在 ３ ０ ３ ０ Ｃ量 ． ％～． ％， ５ ９ 其 它 常规元素 的含量 分别控 制在 ： ｓ） ． １ ％， （ｉ １ ％～ ． ７ ９
一
《 现代铸铁》 删
圜
。 磊Ｃ ｕ ｔ ｍｅ ｒｓ ｏ ｎｅ ￣ｕｅ ｒ
踪 了解 ， 由于－包 件 Ｔ作 人员 的习惯性 宏观认 识 ， 把
囚龟裂后延续形成的开裂一并归纳到开裂缺陷内 ，
其实 这 一缺 陷 多是 囚首 先 龟裂 而 形 成 的 ， 种 缺 陷 这 约 占其 开 裂 的 ８ ％１ ， ０ ￣上 因此 ， 键 是解 决 龟 裂 的 关
在 生 产 中都属 限制 元 素 。 （ 量偏 高 易形 成 Ｐ共 Ｐ）
晶，பைடு நூலகம்降低材料强度 ， 因而制动鼓生产 中 （ ） Ｐ 量应＜
００ ％为 宜 。 ．５
横浇道上安放两块 。
合金元素中 ｃ 是弱石墨化元素 ，但能细化和 ｕ
稳定 珠光 体 和石 墨 ，提 高强度 和 硬度 ；ｎ属 于 阻碍 Ｓ
（ ． ｓａｃ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔＣ ｎｅ， ｃ ｉｅｙＣｏ Ｌｄ， ｈ ｎ ｏ ｇＨａｘｎＧｒｕ ， ｅｆｎ ２ １ ０ ， ｈｎ ； ．ｎ ｎＳ ｅ ｇ ｕ ｎ １Ｒｅｅ ｒｈ ａ ｄ Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｔｒ Ｍａ ｈｎ ｒ ． ｔ．Ｓ ａ ｄ ｎ ｏ ｉ ｏ ｐ Ｗ ｉ ｇ ａ ６ ３ ０ Ｃ ｉａ ２Ｊ ａ ｈ ｎ ｑ ａ ｉ
国内重卡生产中制动鼓失效原因及应对策略研究
662017年7月上 第13期 总第265期制动鼓是汽车制动系统中的重要组成部分,随着汽车高速重载趋势的推进,制动鼓实效目前已成为重卡生产过程中急需解决的重要问题。
一旦制动鼓发生断裂或龟裂实效,则会严重威胁人们生命安全。
新形势下,积极探究国内重卡生产中制动鼓失效原因及应对策略,具有重要指导意义。
1 制动鼓生产材质的影响及应对策略目前来说,我国部分制动鼓生产企业,站在材料角度将制动鼓强度提高到300MPa及以上水平,也就是牺牲一定的导热性,降低碳当量,这种做法会导致制动啸叫以及加工性能恶化等问题,如果碳含量较高,制动鼓硬度会随之下降,也就容易产生掉底或早期磨损等问题。
西方研究学者指出,使制动鼓碳硅当量保持在3.8-4.0之间,两者比值在0.6-0.9之间,并适当添加铜、锌等元素,能有效提升制动鼓的各项性能。
制动鼓摩擦系数、硬度等生产材料性能直接决定着制动鼓的性能,适当提高材料硬度,能有效提高制动鼓耐磨性,但是,若材料硬度过高,势必会降低制动鼓摩擦系数。
故而,在制动鼓生产过程中,应积极吸取西方等国家先进生产经验,并站在自身生产实际基础上,必须综合考虑摩擦系数与硬度两方面影响因素,合理设计制动鼓的性能与化学成分,优化不同成分之间的配比,以期全面提升制动鼓材料性能[1]。
2 制动鼓金相组织及强化策略相关研究资料指出,制动鼓基体硬度保持在190-210范围内,珠光体含量超过95%时,制动鼓自身的摩擦性能比较优越。
现阶段,我国多使用HT250制动鼓,3-5级长度的A型石墨。
大量研究实验证实,B 型过冷石墨,能进一步缩减制动鼓机体强度。
有研究指出,与灰铁相比,蠕虫状的石墨形态其铸铁强度要高很多,应力集中系数、弹性模量要小,故而,其自身抗疲劳性能优越。
蠕墨铸铁其强度能达到340mpa以上,塑性能达到1.5%以上,再加上石墨底部呈现圆钝形,与灰铁相比,其刚度约提高50%,抗疲劳强度提高50%。
相关人员进行了抗疲劳冲击试验,发现蠕铁在经过275次冲击时出现裂纹(蠕化率超过80%)。
汽车制动附件失效分析与改良
汽车制动附件失效分析与改良随着工业化的发展，汽车已经成为了现代人生活中最为日常的交通工具，越来越多的人选择在家庭中拥有一辆汽车，而汽车制动附件也是汽车中最为重要的部件之一，因为仅仅依靠主驾驶员的刹车踏板操作是远远不够的，而制动附件则具有提高安全性能的作用，而且不同车型的制动附件也会有所不同，这就导致了制动附件的耗损和失效比较常见。
本篇文章将会从汽车制动附件失效的原因入手，逐步地介绍各种制动附件的失效症状，以及如何进行改良。
一、汽车制动附件失效的原因：1. 摩擦材料磨损制动器是依靠摩擦力来使车轮停止或减速，而制动器摩擦面的磨损会严重影响制动性能，特别是在大量行车里程的情况下，会导致制动性能下降，车辆制动距离过长的情况出现，危及行车安全。
2. 酸蚀随着汽车制造技术的不断提高，更多的汽车制动器选择了铁铸制的制动鼓和刹车片部件，但是铁铸制件在长期停车后会受到潮气、酸雨、雾霾等环境因素的侵蚀，使得铁铸制件表面形成氧化层，内部会产生腐蚀，造成噪音异常、刹车片失灵、制造器耗损等不良现象。
3. 热胀冷缩在高速行驶车辆时，车轮的温度极易升高，由于热胀冷缩的影响，就会出现线形扭曲、磨损严重等现象。
4. 制动器失衡若车辆制动器失衡或拱滞，则硬制动的力分布不均，导致前轮或后轮制动性能不同，如果出现失衡的状况则可能会导致事故。
以上是汽车制动附件失效的原因，不过不同种类的制动附件在出现失效状况时也有不同的症状。
二、刹车片失效症状及处理方法：1. 刹车片发出尖叫声当车辆行驶过程中，刹车片不断发出高频尖叫声，且声音会随刹车力度加大而增强，这是因为刹车片磨损到一定程度，摩擦材料与刹车盘接触面磨损太深而形成凹槽，尖叫声就是在摩擦过程中，高低不平的摩擦面摩擦所产生的声音。
处理方法：更换刹车片或刹车盘并保证加速系统清洁。
2. 刹车网是偏大或力分布不均偏大的刹车网可能会对制造器产生挤压，且前轮和后轮制动力分布不均，即前轮制动力大于后轮制动力或反之亦然，这种情况会导致制动性能下降、车辆制动距离过长，很可能会引发事故。
汽车制动鼓失效原因分析及防止措施
梅 州 ５１ ４ ６ ０ ０）
摘 要 ： 汽 车 制 动鼓 失 效 是 目前 汽 车 方 面 的主 要 故 障 因 素 ， 而 且 引发 失 效的 原 因 众 多 ， 所 以 文 中将 围 绕 汽 车 制 动 鼓 的 失 效 成 因展 开 分
中 图分 类 号 ： Ｕ４ ６ ３ ． ５ ５
龟 裂 问题 发 生 以 后 ， 制动鼓 在热应 力 、 相 变 应 力 的 彼 此 作 用 下 还 会 产 生 局 部 相变 ． 引发强度 降低 ． 此 时 制 动 面 裂 纹
会不断延伸扩大 ， 导 致 开 裂现 象 发牛 。 １ ． ３ 掉 底 失 效 原 因 分 析 在 汽 车 制 动 鼓 没 有 出 现 龟 裂 前 提 下 而 出 现 直 接 开 裂 状况， 这 就是掉底 失效 ， 它 会 导 致 制 动 鼓 直 接 失 效 。具 体
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ３ ８ ７ ２（ ２ （ ） １ ７） １ ３ －０ １ ３ １ — ０ ２
汽 车 制 动鼓 是 汽 车 整 体 组 织 结 构 中的 重 要 安 全 保 护
来说也 包括两点 ： 首先是制动 鼓材料强 度不佳 ， 其 次 是 在
某 些 不 合 理 的非 正 常 外 力 作 用 下 ， 制动 鼓 也 会 【 大 ｌ 为 法 兰层 部位遭到扭转力影响而间接发生开裂现象 ， 此 时 制 动 鼓 法 兰层部位会出现裂纹开裂现象 ， 最 后 造 成 掉 底 问题 。
力 作 朋 影 响 ． 主要 来 讲 就 包 括 了蹄 铁 法 向 压 力 与 旋 转 与
影 响作用下其制动鼓工作几何内径尺寸越来越大 ， 壁 厚 越 来越薄 ． 直接 对 制 动 鼓 制 动 效 果 产 生 负 面 影 响 。再 看 非 正 常磨损失效 ， 当 制 动 鼓 工 作 面 在 蹄 铁 等 坚 硬 物 外 力 作 用 下
工程车驱动桥制动鼓故障分析和改进
Equipment Manufacturing Technology' No.3,2021工程车驱动桥制动鼓故障分析和改进明君剑(方盛车桥(柳州）有限公司，广西柳州545007)摘要：对工程车驱动桥制动鼓使用过程常见脱顶、开裂故障，从制动鼓材质要求，结构等方面进行分析，找出制动鼓损 坏的原因，提出制动鼓结构改进方向和意见，有效提升制动鼓可靠性及使用寿命._关键词：工程车；驱动桥；制动鼓；故障分析中图分类号:U463.55文献标识码:A文章编号：1672-545X( 2021 >03-0124-031概述工程车驱动桥根据使用工况要求，通常采用鼓 式制动器进行制动，其利用传动机构使制动蹄将制 动摩擦片压紧在制动鼓内侧，从而产生制动力，根据 车轮需要使车轮减速或在最短的距离内停车，以确 保行车安全,并保障汽车停放可靠不能自由滑移。
制 动鼓是构成鼓式刹车系统的重要部件，若出现问题 导致制动失效，危及生命及财产安全,是汽车安全性 能衡量的重要部件，也是日常检修主要检测目标'针对制动鼓的研究，国内主要集中在对材料及 结构域改进优化，有限元性能优化分析方面，国外针 对制动鼓的研究主要集中在新材料、新工艺和热结 构耦合分析方面|2]。
随着经济的不断发展，重型载货汽车的产量逐 年递增，对制动可靠性和使用寿命要求也越来越高。
目前载货汽车采用的制动器多为鼓式制动器，因此 提升制动鼓的性能十分迫切。
本文针对某型6x 4工程车用驱动桥用制动鼓的不足，从材料和结构方面 进行了改进，提高制动鼓强度，改善散热性，减少制 动鼓失效故障的发生，提高制动安全性2制动鼓损坏原因分析工程车驱动桥通常在重载或超载，或者长下坡的工况及路况下使用，会出现频繁使用制动。
这种情 况下导致制动鼓使用过程中容易出现高温问题。
常 见制动鼓失效主要有五种形式:龟裂、开裂、掉底、磨 损过大及非正常磨损|21。
制动鼓损坏失效其主要原因 分析包括制动鼓材质、结构以及使用环境及人员操作等方面，如图1所示。
HT200试棒脆性断裂失效分析
HT200试棒脆性断裂失效分析HT200试棒脆性断裂失效分析过程装备与控制工程２０１３－２刘凯（２２）李阔（１６）摘要：在机电装备的各类失效分析中以断裂失效最主要，危害最大，往往造成严重的后果及巨大的经济损失。
试棒脆性断裂失效分析从断口的宏观外观、微观组织、受力状态等方面综合分析，解释断裂失效的原因。
关键字：ＨＴ２００试棒脆性断裂失效分析断裂是金属构件在应力作用下材料分离为互不相连的两个或两个以上部分的现象，是金属构件常见的失效形式之一，特别是脆性断裂，它是危害性甚大的失效形式。
脆性断裂前构件的变形量很小，没有明显可以觉察出来的宏观变形量。
断裂过程中材料吸收的能量很小，一般是在低于允许应力条件下的低能断裂。
通过对ＨＴ２００拉力试棒断裂失效分析包括力学性能、化学成分、金相组织、其他相关性能；断口分析、表面分析，包括金相组织、电镜分析各种分析；失效现象及原因分析等综合学习掌握关于脆性断裂的相关知识一、试样收集与观察ＨＨＴ２００拉力试棒图示拉力试棒为液压万能试验机拉断后的试棒，其原始尺寸如下图。
ＨＴ２００拉力试棒尺寸图试棒装在液压万能试验机后，开动试验机缓慢加载。
在拉伸过程中，没有肉眼可见的颈缩、屈服现象，，随着“砰”一声，试棒被拉断。
拉断前的应变很小，伸长率也很小，十分典型的脆性断裂过程。
二、化学成分脆性断裂实验所用拉力试棒为ＨＴ２００材料，具体含义为灰口铸铁抗拉强度为２００ＭＰａ，硬度范围为１６３～２５５ＨＢ，抗拉强度和塑性低，但铸造性能和减震性能好，主要用来铸造汽车发动机汽缸、汽缸套、车床床身等承受压力及振动部件。
其具体化学成分如下表。
试验过程中观察不到拉力试棒明显的应变过程及颈缩现象，在较小的拉应力作用下就被拉断了，没有屈服和颈缩现象，拉断前的应变很小，伸长率也很小。
其拉伸时的应力－应变关系是一段微弯的曲线，没有明显的直线部分，也没有明显的屈服阶段。
铸铁在拉断时的最大应力即为其强度极限。
因为没有屈服现象，强度极限σｂ是衡量强度的唯一指标。
一种高强度蠕墨铸铁制动鼓的开发
第55卷第5集中国铸造装备与技术Vol.55No.5CHINA FOUNDRY MACHINERY&TECHNOLOGY Sep.2020一种高强度蠕墨铸铁制动鼓的开发商崇元，晏祥志，杨佳,杨双柱，李超进,覃丹枫（广西玉柴机器配件制造有限公司，广西玉林537005）摘要：目前制动鼓的生产材质主要以HT200/HT250为主，灰铁制动鼓热疲劳强度低，使用寿命不高，可靠性差。
阐述了一种高强度蠕墨铸铁制动鼓的制造生产方法，展望在某些应用领域将取代灰铸铁和球墨铁，进一步拓展蠕墨铸铁的应用领域。
关键词：高强度;蠕墨铸铁;制动鼓中图分类号:TG25文献标识码:BDOI：10.3969/j.issn.l006-9658.2020.05.008文章编号：1006-9658（2020）05-0036-04随着近年来国内外汽车工业的迅猛发展，汽车零部件需求出现高速增长，为国内汽车零部件铸造行业带来巨大的发展空间。
同时，经过多年的淬炼和积淀,汽车零部件铸造行业百花齐放,铸造技术和产品质量正逐步走向世界。
其中汽车制动鼓作为汽车易损件,市场的需求越来越大,客户的要求越来越高。
汽车制动鼓是汽车非常重要的安保件，因其工况环境恶劣，工作时与刹车片相互摩擦，最高工作温度可达850~900&。
制动鼓在工作时冷热温度变换频繁，高温可能造成材质组织的变化，因此制动鼓对内质量和性能着重要的技术要求［1］，需高的，高的态、硬度）,低缺口敏感性，较高的使用寿命和安全性。
目前，市场上制动鼓的生产材质主要以HT200/HT250为主，由于它们的热疲劳强度低，使高，，经能汽车化和国的能的需求，其是重型卡车市场的需求叫为此，一种轻量化、长寿命、高可靠性的制动鼓制造技术开始纳入研究生收稿日期:2020-06-19;修订日期:2020-07-11作者简介:商崇元（1979-）,男，工程/,主要23方向：铸造工艺技术o E-mai1:******************产，是高铸的形态介于片状与球状之间，所铸的能铸和铸间，其铸造能和铸，与铸，的体蠕墨铸铁强度都比珠光体灰铁高;硬度相近，但珠光体蠕墨铸铁更容易通过合金化或蠕化率控制获得更高的硬度;疲劳强度方面，蠕墨铸铁的蠕虫状石墨比灰铁片状石墨更容易阻止裂纹的产生。
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万方数据
HT200制动鼓的失效分析及其新材质的研制
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
程和法， 黄笑梅， 陈翌庆， 苏勇 合肥工业大学材料科学与工程学院
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2.期刊论文 丁厚福.李先芬.祖方遒.苏勇.陈翌庆 低合金铸铁汽车制动鼓的失效分析 -合肥工业大学学报(自然科
学版)2004,27(9)
文章通对2种典型失效形式的低合金铸铁汽车制动鼓进行成分分析、金相检查及硬度测试,寻找失效机理形式.结果表明,制动鼓的硬质亮白点是由于 成分不合理及制动时摩擦热作用引起相变等,导致制动效果差.制动鼓出现黑斑及龟裂是由于耐热疲劳性能不足而发生相变,导致制动带开裂而失效.
3.期刊论文 柳安民.王国兴.刘生发.LIU An-min.WANG Guo-xing.LIU Sheng-fa 客车制动鼓开裂失效分析及对策 -
现代铸铁2008,28(6)
对典型开裂失效形式的客车制动鼓化学成分、显微组织和力学性能等进行了检验与分析.结果表明,制动鼓表面出现的黑色硬点、裂纹是成分不合理 和制动时摩擦热作用引起的相变所致.
ｄ咖ｗａｓ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｓ订ｏｏｇ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｄｕｎｎｇ ｂｒａｋｉｎ晷 Ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｒｅｓｕｌＩｉ“ｇ ｉｎ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｗｅａｒ ｂｒａｋｅ
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第２５卷第ｌｏ期 ２００１年１０月
机械工程材料 Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉ”ｇ
ＶｏｌＴ ２５ Ｎｏ．１０ ０ｃｔ．２００１
ＨＴ２００制动鼓的失效分析及其新材质的研制
程和法，黄笑梅。陈翌庆．苏勇 （合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽舍肥２３０００９）
摘要：通过对ＨＴ２００汽车制动鼓宏观厦微观失效形式的分析，认为引起制动鼓失效的原因
表面上沿轴向近似乎行地排列着大量较宽且深的裂 纹，长度接近鼓身的高度，这是制动鼓失效的主要特 征，而在大的裂纹之间还存在许多较浅的无定向细 微裂纹（图１）。为进一步揭示制动鼓失效的本质， 将图ｌ样品沿与裂纹垂直的方向切割制成金相试样 在显微镜下观察其微观结构，见图２，从微观上看 裂纹是由表层内部曲折向前扩展的，其传播的路径 基本上是沿着厚大的片状石墨和石墨之问距离较短 的方向，裂纹深度可达２～５ｍｍ，从主裂纹上还顺着 石墨片延伸出很多细小的裂纹，可见石墨的形态与 分布对裂纹的产生与传播起着重要作用。另外裂纹 周围的基体存在严重的氧化现象，说明制动鼓表面
文献标识码：Ａ
文章编号：ｊ。００－３７３８（２。ｏＩｊｊ阻００３６ ０３
Ｄｒ岫锄ｄ Ｆａｉｌｕｒｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ＨＩ＿２００ Ｗｅａｒ Ｂｒａｌ‘ｅ
Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ
ｏｆ Ｉｔｓ ＭａｔｅｒｉａＩ
ＣＨＥＮＧ Ｈｅ＿ｆａ，ＨＵＡＮＧ Ｘｉａ０－ｍｅｉ，ＣＨＥＮ Ｙｉ－ｑｉｎ，ＳＵ ＹＯＩｌｇ （Ｈｅｆｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）
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1.期刊论文 李先芬.丁厚福.苏勇.陈翌庆.祖方遒 汽车制动鼓的失效分析 -理化检验-物理分册2004,40(10)
对两种典型失效形式的汽车制动鼓化学成分、显微组织和硬度等进行了检验和分析.结果表明,制动鼓表面出现的亮白点是成分不合理和制动时摩擦 热作用引起相变等导致的,致使制动效果差;而制动鼓表面出现黑斑、龟裂是由于耐热疲劳性能差及发生相变造成的.
是制动时的强烈摩擦而使制动面上产生拉应力及反复受热，其失效机制是在拉应力和热疲劳共同
作用下表层产生裂纹并不断扩展，以及由摩擦造成的热磨损。通过加入ｃｕ、Ｃｒ元素进行微合金化
处理改善了制动鼓显微组织和力学性能，以提高制动鼓的工作寿命。
关键词：制动鼓；失效分析；ＨＴ２００；微合金化
中囤分类号：ＴＧｌ４３；ＴｌＧｌｌ５．２
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收稿日期：２。。ｏ－。９ ０８；修订日期：２０００＿１１—１３ 作者简介：程和法（Ｌ９６２），男，台肥工业大学副教授，博士生 导师：韩复生研究员 ３６·
善材质的微观组织，提高其强度、硬度、耐热疲劳强 度等综合性能，以提高制动鼓的性能和工作寿命。
２制动鼓失效形式分析及失效机理探讨
２．Ｉ失效制动鼓的宏观及微观分析 观察失效后的制动鼓的内表面可见，在整个内
ｔｈｅ ｗｏｒｋｌｎｇ ｆａｃｅ ａｔ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕＲ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｆｒｏｍ ｆ五ｃｔｉｏ工Ｌ Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｎｌｅ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒ０卵九ｌｅｓ ｏｆ
ｗｅａｒ ｂｒａｋｅ ｄｎｌｍ ｗｅｒｅ蚰ｐｍｖｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ嘶ｃ∞ａｌｌｏｙｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｃｕ ａｎｄ Ｃｒ ｔｏ ｉｎｃｒｅａ５ｅ ｌｔｓ ｓｅｒ啊ｃｅ ｌｉｈ
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ｌ引 言
制动鼓是汽车刹车系统中的一个重要零件，其 性能的好坏直接影响到汽车的制动性能甚至安全 性。根据制动的工作原理，制动鼓的服役条件十分 恶劣，要受到刹车片强大的压力及相互间巨大的静 或动摩擦力的综合作用，特别在山区复杂环境中运 行时，由于制动力矩大且制动频繁，制动鼓的负荷更 大。目前汽车制动鼓多数以普通ＨＴ２００材质铸造 而成，在山区环境中运行时由于负荷大常造成其过 早失效，这对汽车的制动性能和车辆的安全构成很 大的危害．迫切需要对这种材质加以改进；以提高其 性能和工作寿命，由于造成制动鼓失效是多种因素 的综合作用，因此，本工作在对制动鼓失效形式和失 效机理分析的基础上，通过加入微量合金元素以改