Aluminioaren eragina burdinurtu griseko balazta-diskoen higadura-portaeran

Balaztatze-emisioak, batez ere partikula fin eta ultrafin metalikoak eta beste material batzuen hautsa, ihes-gasak bezain kaltegarriak dira edo are kaltegarriagoak, bai helduetan bai haurrengan osasun-arazo larriak eraginez. Partikula kezkagarrienak PM10 direlakoak dira, 10 mikra baino diametro txikiagokoak, biriketako ehunean barneratzeko gaitasuna baitute, kalte handiak sortuz. Arazo hau gero eta handiagoa da eta Euro 7 araudiak erregulatuko du, 2027tik aurrera turismo-ibilgailuen emisio kutsatzaileak nabarmen murriztuz eta 2029tik aurrera ibilgailu astunetan (HDV). Amiantoa, bere toxikotasun handia dela eta ordezkatu zen materiala, edo kobrea, gaur egungo balazta-pastillen estalduren osagai nagusia, saihestu beharreko elementuak dira balaztatze-hautsaren kutsadura murrizteko. Balazta-diskoen aldaketek, soluzio metalurgikoen, tratamendu termikoen edo estaldura berezien bidez, higadurarekiko erresistentzia handituz, emisioen murrizketan ere ekarpen garrantzitsua egiten dute.

Ikerketa honen helburua Fe-C-Si burdinurtu gris konbentzionala aluminio-eduki espezifikoekin hobetzea izan da, bai silizioa ordezkatuz (3,27%Al eta 0,21%Si), bai aleazio-elementu gisa gehituz (4,37%Al eta 1,81%Si), mikroegituran, propietate mekanikoetan, higadura-erresistentzian eta partikulen emisioetan duen eragina aztertuz.

Horretarako hainbat balazta-disko urtu ziren (Al gabe, 3,27%Al-rekin eta 4,37%Al-rekin), %0,15 ZrMn inokulantearekin inokulatuak. Analisia metalografikoa egin zen eta sortutako fase nagusiak SEM bidez identifikatu ziren. Higadura-erresistentzia masa-galera gisa ebaluatu zen pin-on-disc (PoD) saiakuntzen bidez. Aireko partikulen kontzentrazioa (PM10) etengabe neurtu zen saiakuntzetan SKC xurgatze-ponpa baten bidez. Diskoen eta pinaren higatutako gainazalak ere aztertu ziren.

A grafito mota nagusitu zen aluminio gabeko laginetan, eta Al-aren presentziak grafitoaren fintzea eragin zuen, E motako grafitoaren sorrera partzialarekin. Mikroegitura guztiz perlittikoa izan zen Al gabeko eta %3,27Al duten laginetan, eta batez ere ferritikoa %4,37Al dutenetan. Ez zen ledeburitarik, zementitarik edo karbidorik detektatu. Manganeso-sulfuro poligonalak lagin guztietan ikusi ziren. %4,37Al duten laginetan Fe-Si-Al konposatu intermetalikoak hauteman ziren.

Propietate mekanikoen baliorik altuenak siliziorik gabeko laginean lortu ziren (265 MPa eta 211 HBW), aluminioak silizioa ordezkatzean sare kristalinoan eragindako aldaketen eta karbonoaren disolbagarritasunean duen eraginaren ondorioz. Aluminioarekin aleatutako laginek higadura-portaera hobea erakutsi zuten, higadura-erresistentzia %60 handituz eta PM10 emisioak %30 murriztuz. Lagina guztietan higadura oxidatiboa eta itsaskorra izan zen nagusi.