日期:2018-05-21 09:42:56
今天了解一下材料在高溫下的性能指標會如何變化:
材料的力學性能指標受溫度的影響較大,隨著溫度升高,強度、鋼度、硬度下降,塑性增加。同時,在較高溫度下,載荷的持續時間對力學性能也有影響,會產生明顯的蠕變。
頻繁地剎車產生摩擦,會造成剎車片發熱,這時候剎車片強度、鋼度、硬度下降,塑性增加。
當較高溫度下,我們踩剎車會使剎車片處于恒應力作用下,即使應力小于該溫度下的屈服點,材料也會緩慢地產生塑性變形。材料一旦發生了蠕變,嚴重時最終會導致材料斷裂。
金屬材料在常溫下的力學性能,以便和高溫下的力學性能做一個對比。材料在常溫下,一般情況,應力超過了屈服點,材料才會產生塑性變形。例如Q235,作為碳素結構鋼的常見牌號,其力學性能如下:
屈服強度:材料開始產生明顯塑性變形時的最低應力值。抗拉強度:材料在破斷前所承受的最大應力值。常溫下,如果應力值小于屈服強度,那么力卸去后,材料變形會消失。對于精密的機械零件而言,即使發生少量的塑性變形也會導致零件精度下降而形成失效。
★★★ 摩擦系數隨溫度而變化★★★
高溫下,剎車片的摩擦系數降低,導致剎車力度減弱,我個人認為摩擦系數降低的根源是高溫下剎車片的性能下降,例如發生蠕變,同時強度、剛度、硬度下降,這意味著剎車片變軟了,因此,影響了剎車。或許大家忽略了一個問題:整個剎車系統里面,剎車片過熱時候受到影響最大的,不是剎車片,而是剎車液壓系統里面的剎車液。
在賽車事業部維護過剎車系統的人都知道,剎車系統每次過熱以后,都需要換掉一部分剎車液,原因就是剎車液在接觸高溫的過程中分解,產生了氣泡,聚集在剎車活塞附近。另外剎車液自己也會吸水,吸水以后除了造成剎車系統銹蝕,水分也會在溫度比較高的時候就產生氣泡。
高溫時候剎車踩上去感覺有海綿的感覺,主要是液壓系統里面的氣泡被壓縮,液壓不能全部傳遞到活塞以壓縮剎車片,最后壓住剎車盤造成的,和剎車盤的變形基本無關,因為剎車盤的形變是微米級別的,而氣泡造成的剎車軟的感覺是厘米級別的。
維護剎車液的術語里面有一個叫bleeding,就是放出變質的剎車液,同時帶出氣泡,而不會讓空氣進入液壓系統。
剎車片溫度過高,會導致剎車盤的材料疲軟,剎車效果大幅下降,甚至失靈,所以要注意剎車盤的通風散熱,不過普通的乘用車不需要擔心這個問題,因為一般路面不會長時間制動。
需要注意的是,比如下山路,長時間的下山路會頻繁使用剎車,會導致剎車過熱,這時候要注意停車使剎車盤散熱再繼續開,否則等剎車效果下降或失靈會非常危險。
如:F1賽車比賽中,因為車速超快再加上彎道需要頻繁使用剎車,剎車盤都會使用高性能的材料,而且往往剎車盤散熱出現問題時,停下車剎車盤都會燒的通紅。