发动机活塞环--各道气环分别该采用什么材质，有些什么要求，为什么？

zaiyou328

活塞环第一道气环和第二道气环的颜色和开口大小都不一样，估计其材质和表面处理不同。有谁知道各道气环分别该采用什么材质，有些什么要求，为什么？谢谢！

liuyangyang

一般小型汽油机一道气环采用钢环，二道气环一般采用铸铁环。柴油机活塞环材料主要有灰铸铁、球墨铸铁、合金铸铁、蠕墨铸铁

山阴水阳

柴油机活塞环一般都要进行镀铬处理，第一道气环为梯形环，第二道环为桶面环。

刘国丰

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    活塞环的材料主要是灰铸铁、合金铸铁和球墨铸铁，其材料的成份和性能：
1 灰铸铁：其化学成份按活塞环尺寸大小、铸造方法而变化。含C:3.5-3.75% Si：2.2-2.75% Mn：0.6-0.8% P：0.3-0.8% S：小于0.10%。含少量铬、钼或钒等合金元素，其性能、抗弯强度30㎏/㎝2以上，硬度 HRB94-107，弹性系数8000-11000㎏/mm2弹力衰减率（300℃×2小时）在10%以下。
2 合金铸铁：为了改进铸铁的基体组织，在铁水中另加铬、钛、钨、钒、铜、镍等元素即为合金铸铁。其硬度比灰铸铁高、耐热性好、弹力衰退小等优点。
3 球墨铸铁：是将超共晶组织铁水，经镁、铈或钙处理而制成，主要优点是抗弯强度高达80-120㎏/mm2，比普通铸铁高一倍以上。弹性系数高达15000-17000㎏/mm2，受冲击不易破环。
活塞环材料之所以以铸铁为主，主要是因铸铁中含有石墨是优良的固体润滑剂，当活塞环处于临界摩擦或干摩擦的状态下，铸铁材料就显示出其优越的自身润滑性能。
抗弯强度是活塞环受力折断时的计算应力，它是衡量强度高低的一个参数。
活塞环在安装和工作中，均受着弯曲应力，如抗弯强度达不到一定的值，则易于折断。为适应发动机强化的发展，为了减少活塞环与缸壁摩擦所损耗的功率，在设计时，往往要求活塞环高度尽可能薄，但同时又要保证活塞环有足够的弹力，这就对材料提出更高的抗弯强度要求；同时，为防止折断，对材料的坚韧性亦也一定要求，所以采用抗弯强度比灰铸铁、大得多的球墨铸铁、半可锻铸铁、蠕墨铸铁等材料有发展趋势。
活塞环材料的硬度在一定程度上反映了材料的耐磨性。活塞环工作时，它与气缸壁摩擦面之间不可避免地会有夹杂物，尽管输入的油和空气均经过滤清，这些夹杂物仍然起着研磨剂的作用，形成磨料磨损。故需硬度高、抗磨料磨损能力强的材料，但硬度过高，不仅加工困难而且易于拉缸。同时，与其相匹配的气缸套，对硬度也提出了限制。因此，JB/T 51105—1999规定了硬度允许范围和同一片环的硬度差值
众所周知，活塞环之所以能在气缸内能起密封作用，首先是由于活塞环具有一定的弹力，然后在燃气的高压作用下，进一步向缸壁涨紧，并随着压力的增加而增加。而活塞环弹力的获得及其大小，除活塞环的几何形体和残留应力外，活塞环材料本身所具有的弹性是十分重要的。衡量材料的弹性，通常以弹性模量表现。弹性模量指在环实物试验基础上，通过计算得到的表征应力与应变关系的参数。
至于钢，虽然具有较高的机械性能，但抗粘着磨损的性能很差，故应用不广。在强化发动机中，由于要求提高环的弹力和抗冲击性能，有的采用钢制气环，但一般均要在滑动表面上镀铬（配氮化缸套）或经氮化处理（配镀铬缸套），以改善滑动性。用钢片制造的油环，特别是组合油环已获得广泛应用，因为它可以产生很高的弹力，刮油能力强。一般的高碳钢、锰钢、氮化钢等都可以做活塞环材料。