刹车盘片在高温下的性能指标会如何变化

2018-05-21 09:29:42·  来源:汽车制动之家  
 
材料的力学性能指标受温度的影响较大,随着温度升高,强度、钢度、硬度下降,塑性增加。同时,在较高温度下,载荷的持续时间对力学性能也有影响,会产生明显的蠕变。
今天了解一下材料在高温下的性能指标会如何变化:

材料的力学性能指标受温度的影响较大,随着温度升高,强度、钢度、硬度下降,塑性增加。同时,在较高温度下,载荷的持续时间对力学性能也有影响,会产生明显的蠕变。

频繁地刹车产生摩擦,会造成刹车片发热,这时候刹车片强度、钢度、硬度下降,塑性增加。
当较高温度下,我们踩刹车会使刹车片处于恒应力作用下,即使应力小于该温度下的屈服点,材料也会缓慢地产生塑性变形。材料一旦发生了蠕变,严重时最终会导致材料断裂。



金属材料在常温下的力学性能,以便和高温下的力学性能做一个对比。材料在常温下,一般情况,应力超过了屈服点,材料才会产生塑性变形。例如Q235,作为碳素结构钢的常见牌号,其力学性能如下:


屈服强度:材料开始产生明显塑性变形时的最低应力值。抗拉强度:材料在破断前所承受的最大应力值。常温下,如果应力值小于屈服强度,那么力卸去后,材料变形会消失。对于精密的机械零件而言,即使发生少量的塑性变形也会导致零件精度下降而形成失效。



★★★ 摩擦系数随温度而变化★★★
高温下,刹车片的摩擦系数降低,导致刹车力度减弱,我个人认为摩擦系数降低的根源是高温下刹车片的性能下降,例如发生蠕变,同时强度、刚度、硬度下降,这意味着刹车片变软了,因此,影响了刹车。或许大家忽略了一个问题:整个刹车系统里面,刹车片过热时候受到影响最大的,不是刹车片,而是刹车液压系统里面的刹车液。



在赛车事业部维护过刹车系统的人都知道,刹车系统每次过热以后,都需要换掉一部分刹车液,原因就是刹车液在接触高温的过程中分解,产生了气泡,聚集在刹车活塞附近。另外刹车液自己也会吸水,吸水以后除了造成刹车系统锈蚀,水分也会在温度比较高的时候就产生气泡。



高温时候刹车踩上去感觉有海绵的感觉,主要是液压系统里面的气泡被压缩,液压不能全部传递到活塞以压缩刹车片,最后压住刹车盘造成的,和刹车盘的变形基本无关,因为刹车盘的形变是微米级别的,而气泡造成的刹车软的感觉是厘米级别的。
维护刹车液的术语里面有一个叫bleeding,就是放出变质的刹车液,同时带出气泡,而不会让空气进入液压系统。



刹车片温度过高,会导致刹车盘的材料疲软,刹车效果大幅下降,甚至失灵,所以要注意刹车盘的通风散热,不过普通的乘用车不需要担心这个问题,因为一般路面不会长时间制动。

需要注意的是,比如下山路,长时间的下山路会频繁使用刹车,会导致刹车过热,这时候要注意停车使刹车盘散热再继续开,否则等刹车效果下降或失灵会非常危险。



如:F1赛车比赛中,因为车速超快再加上弯道需要频繁使用刹车,刹车盘都会使用高性能的材料,而且往往刹车盘散热出现问题时,停下车刹车盘都会烧的通红。
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