气门座圈材料

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划气门座圈材料　　粉末冶金气门座圈裂纹成因分析　　朱远志尹志民曹湘斋黄继武(XX-11-1811:33:02)　　朱远志1，尹志民1，曹湘斋2，黄继武1　　(1.中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙，；2.中南大学粉末冶金研究院，湖南长沙，)　　摘要：采用力学、物理性能测试，金相、扫描电镜、能谱和X衍射分析研究了气门座圈产品失效的主要原因。研究结果表明，失效座圈合金的密度(/cm3)，洛氏硬度()和压溃强度(740MPa)均稍低于正常产品的密度(/c

2、m3)、洛氏硬度()和压溃强度(760MPa)；样品上部平行于表面有细微的分层断面，断面上有大量疏松颗粒、二次裂纹和少量夹杂物；密实工艺不当，造成微观疏松，是座圈失效的直接原因；合金中断口处K和Ca的含量分别达到%，%，导致液态金属脆化，是座圈失效的另一原因。　　关键词：气门座圈；失效；粉末冶金；液态金属脆性目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　气门座是安装

3、在发动机汽缸盖上用于承载气门密封发动机的关键部件，受到高温燃气的冲刷和来自气门的往复冲击磨损[13]。因此，对气门座材料的性能要求非常高。粉末冶金气门座是目前各国致力开发的气门座材料。如果粉末冶金制造工艺控制不当，往往会使粉末冶金座圈产品存在诸多缺陷，造成产品报废。在此，作者对其缺陷成因进行了分析。　　1实验过程　　采用KYKY2800扫描电镜对失效座圈进行能谱分析，确定其化学成分。采用经标准块校正的维氏硬度计测试座圈硬度，用排水法测试座圈的密度，采用CSS-44200电子万能材料试验机测试材料的压溃强度。压溃强度用下式计算：　　k=P(D-h)/(h2d)

4、(1)　　其中：k为压溃强度，MPa；P为外加载荷，N；D为环的外径，cm；d为环的厚度，cm；h为环的高度，cm。测试物理力学性能后，对座圈进行为金相和断口扫描电镜观察。　　为了便于对比，还测试了正常产品的物理、力学性能。　　2实验结果与分析　　气门座圈化学成分　　在低倍下采用扫描电镜对座圈样品的化学成分进行能谱分析测试。座圈样品成分如表1所示(碳含量未检测)。　　1　　由表1可知，Cr，Mo，Ni和Co的平均含量分别为%，%，%和%。与这类座圈合金的标准成分数据接近。因此，可以认为座圈合金成分符合设计要求。　　座圈的物理、力学性能　　材料的密度、硬度等物

5、理、力学性能如表2所示。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　由表2可知，正品的密度、硬度以及压溃强度均比失效产品的略高，由于粉末冶金产品具有一定分散性，可以认为失效产品和正常产品在物理力学性能上无差别。　　X射线衍射物相分析　　对失效产品进行X射线衍射物相结构分析，其衍射图谱如图1所示。　　图1失效座圈样品的XRD物相分析　　将衍射数据与标准物质的衍射数据

6、进行对比分析可知，样品中的物相为合金铁素体以及Fe2MoC和Cr7C3等化合物，符合设计合金的组织要求。　　金相组织　　失效座圈的显微组织如图2所示。　　(a)—SEM表面形貌；(b)—金相组织；(c)—背反射电子像　　图2失效座圈合金的微观组织　　2　　由图2可见，失效座圈表面存在大量显微空洞，最大尺寸约为。从背反射电子像以及金相组织可见，该失效座圈的组织为保持马氏体形态的回火屈氏体、粗大的铁素体(亮白块)和碳化物。组织中还可见明显的夹杂物。　　扫描电镜断口分析目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平

7、，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　失效座圈的断裂是通过座圈径向平面并垂直于其轴线方向的一种崩裂(如图3所示)。与正常座圈产品比较，失效座圈在硬度、密度和压溃强度等都比较低。从其表面形貌(见图2(a))上来看，其最大显微空洞尺寸为，粉末冶金产品上的显微空洞尺寸通常应小于，超出允许尺寸范围。　　另外，从断口形貌(见图4)来看，可见大量疏松颗粒及氧化物，氧化物周围存在大量的二次裂纹。在断口处(见图4(d)和图4(b))也发现大量的疏松颗粒及沿疏松颗粒界面

8、的二次裂纹。研究结果表明，该失效合金座圈存在微观疏松