High-carbon cast iron (typically containing >2.5% کربن) انتخاب بهتری برای دیسکهای ترمز با کارایی بالا- است زیرا ساختار گرافیتی آن به طور قابل توجهی مقاومت در برابر سایش، هدایت حرارتی و مقاومت در برابر محو شدن حرارت را بهبود میبخشد و در عین حال عملکرد اصطکاک و کنترل هزینه را حفظ میکند.
- هدایت حرارتی عالی و اتلاف گرما:گرافیت ورقهای یا کروی در چدن با کربن بالا بهعنوان یک کانال خود روان کننده و گرما{2} عمل میکند، به سرعت و به طور یکنواخت گرمای تولید شده توسط اصطکاک ترمز را پخش میکند، تنش حرارتی موضعی را کاهش میدهد و خطر محو شدن و تغییر شکل گرما را به حداقل میرساند.
- مقاومت در برابر سایش خوب و مقاومت در برابر خستگی حرارتی:محتوای کربن بالا باعث افزایش بارش گرافیت می شود، ساختار ذخیره سازی تراشه های ریز متخلخل را تشکیل می دهد، و سایش لنت ترمز-دیسک را کاهش می دهد. گرافیت همچنین لرزش را جذب می کند، لرزش ترمز را سرکوب می کند و آن را برای سناریوهای ترمز شدید مکرر (مانند جاده های کوهستانی و مسیرهای مسابقه) مناسب می کند.
- ضریب اصطکاک پایدار:گرافیت روانکاری سطحی و تعادل اصطکاکی را در دماهای بالا حفظ میکند، و از تغییرات ناگهانی از "نرم در حالت سرد به سخت در حالت گرم" جلوگیری میکند و احساس ترمز خطی را ارائه میدهد. در مقایسه با چدن معمولی یا فولاد کربنی، عملکرد آن در محدوده عملیاتی 400-600 درجه پایدارتر است.
- تعادل بین عملکرد ریخته گری و هزینه:چدن با کربن بالا، سیالیت خوبی دارد، ساختارهای دیسکی پیچیده تهویه شده را آسان می سازد، و به فرآیند گران قیمت سرامیک های کربنی نیاز ندارد. اگرچه کمی سنگینتر از دیسکهای فولادی یا آلیاژی است، عملکرد حرارتی کلی-اصطکاک-اقتصادی آن، آن را به انتخاب اصلی برای خودروهای خانوادگی و خودروهای پرفورمنس تبدیل میکند.
- محدودیت های مقایسه:فولاد کربن (<2% C) has high hardness but poor thermal conductivity and is prone to hot cracking; carbon ceramics have even higher temperature resistance (>1000 درجه ) اما گران هستند و دارای ترمز سرد ضعیف- هستند که آنها را برای استفاده روزمره نامناسب می کند. چدن با کربن بالا به مصالحه بهینه بین مثلث "ظرفیت گرمایی + اتلاف گرما + هزینه" دست می یابد.
توجه به این نکته مهم است که "-چدن با کربن بالا" ≠ "فولاد کربن بالا"-این دومی دارای محتوای کربن کم (کمتر یا مساوی 2٪) است، یک ماده آهنگری است و در هنگام استفاده در دیسک های ترمز مقاومت در برابر شوک حرارتی ضعیفی دارد. مواد ترجیحی واقعاً چدن خاکستری یا آلیاژ{4}چدن رشد یافته (مانند HT250+Ni/Cu) هستند که از طریق کنترل مورفولوژی گرافیت به بهبود عملکرد قابل توجهی دست می یابند.
