汽车发动机用气门材料的选择及研究进展

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1、汽车发动机用气门材料的选择及研究进展／王宇宙等·87·汽车发动机用气门材料的选择及研究进展王宇宙，董建新(北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083)摘要首先概述了气门在汽车发动机中的重要作用，叙述了气门的服役工况以及对气门材料性能的要求，接着详细阐述了气门上常用的材料种类以及气门材料的国内外研究进展，然后对气门的整个制备流程进行了叙述，最后简述了气门使用过程中的失效问题。关键词发动机气门服役工况材料选择制备失效中图分类号：TG142．73文献标识码：ADOI：10．I1896／j．issn．

2、1005—023X．2016．013．014ReviewontheSelectionandResearchofValveMaterialsUsedinAutomobileEnginesWANGYuzhou，DONGJianxin(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083)AbstractThisreviewfirstlysummarizestheimport

3、antroleofvalveinautomobileengines，andtheserviceconditionsofthevalveandthecorrespondingperformancerequirements．Afterthat，thecommonlyusedvalvemate-rialsandthedomesticandinternationalresearchprogressareexpoundedindetail．Finally，thewholepreparationprocesso

4、fthevalveisdescribedattachedwithabriefintroductionofvalvefailure．Keywordsenginevalve，servicecondition，materialselection，preparation，failure封燃烧室的作用，因此它必须承受高温气体的爆发压力和高0引言温燃、废气的腐蚀作用，并且其润滑状况也很恶劣。随着汽车工业的迅速发展，人们对汽车发动机的性能要求也越来越高。汽车发动机进、排气门作为发动机燃烧室的门户，在高温(80O℃

5、)、高压(18MPa)、腐蚀环境中工作，承受强烈的冲击和剧烈的摩擦。排气门受到高温排气的冲刷，热负荷更高。进气门的温度为300～500℃，排气门的温度可达6OO～80O℃甚至更高。尤其是排气门刚刚开启时，气缸内的压力比较高，而气门的开度还很小，高温燃气以很高的速度(可达600m／s)经气门和气门座之间的缝隙吹出，使气门强烈地受热和腐蚀口]。图1为气门的组装状态。汽车发动机气门一般采用耐热高合金钢制造，经过锻造、焊接、超(1)凸轮轴(2)摇臂(3)峰值调节器(4)排气门(5)进气门精密机械加工、特殊热

6、处理、检验等6O余道工序，是一种具图1气门的组装状态有较高技术含量的产品。气门质量的好坏直接影响到汽车Fig．1Assemblystateofvalves的扭矩、油耗、寿命等重要工作性能，是汽车中最重要的零件之一。燃烧室温度、压力不断提高，对气门质量的要求也越由此可见，气门是配气机构中工作环境最恶劣和最复杂来越高，制造也越来越复杂_2]，因此选择合适的材料来制备的零件。它的服役工况可以具体概括如下：气门也变得越来越重要。(1)工作温度高气门是四冲程发动机完成工作循环、实现换气和密封气1气门服役工况及

7、对性能的要求缸的零件，在形成密闭燃烧室空间的零件中，气门的温度最气门作为配气机构重要组成零件之一，在发动机的每一高【3]。尤其是在做功冲程中，由于汽油等燃料的燃烧，使得个工作过程中，进气门和排气门都各打开和关闭一次，在气气门温度达到最大值。重型发动机排气门的盘端面(燃烧门打开和关闭时，气门承受了气门弹簧的压力和落座时的压面)和颈部的温度最高可达820℃，轻型发动机进气门的温力。特别是在压缩和做功冲程中，进气门和排气门起到了密度最高可达520。Ct。王宇宙：男，1990年生，硕士生，主要研究方向为高温

8、材料及应用E-mail：universewangl990@126．COrn董建新：通讯作者，男，1965年生，博士，教授，主要研究方向为高温合金、耐热耐蚀合金、材料仿真和优化设计E-mail：jxdong@ustb．edu．en·88·材料导报A：综述篇2016年7月(A)第3O卷第7期(2)承受较大的冲击性交变载荷与工作应力出了不同的要求，气门各部位所要求的具体性能如图2所发动机在运行过程中，气门除承受本身的预紧力和弹簧示。力的作用，还由于凸轮挺杆的作用使其按一定规