兩種氣閥鋼多元共滲層組織及性能的研究.pdf

1、排氣閥是內燃機的關鍵零件，其工作溫度一般為600-800℃，最高可達850℃以上。由于氣閥在高溫環(huán)境下高速運動，除了可能出現(xiàn)機械疲勞外，在氣閥頭部也可能產生熱疲勞。隨著熱能發(fā)動機向高溫、高壓、高效方向發(fā)展，排氣閥將經(jīng)受更加苛刻的高溫、高壓、熱沖擊、燃氣腐蝕和粒子沖蝕作用，因此對排氣閥的性能提出了更高的要求。 本實驗采用無工業(yè)污染的固體粉末法對4Cr10Si2Mo和4Cr14Ni14W2Mo兩種氣閥鋼進行多元共滲。以Cr、Al、T

2、i等元素作為制備高溫抗腐蝕滲層的滲劑組分，同時加入可以活化和凈化工件表面、起催滲作用的稀土元素。在光學顯微鏡下觀察了滲層組織，用XRD和電子探針檢測了滲層組織中的相組成和元素分布，用顯微硬度計測定了滲層由表及里的硬度值。為了考核不同基體表面的滲層在快速交變溫度場下的韌性和抗剝落能力，在650℃至20℃冷熱循環(huán)條件下進行了熱疲勞實驗。最后通過正火和淬火兩種工藝，對固滲時基體材料中形成的粗大晶粒進行細化。 結果表明，在1100℃下進

3、行 Al-Cr、Al-Cr-Ce、Al-Ti、Al-Ti-Ce多元共滲的試樣，均有較優(yōu)的抗高溫氧化性和較高的硬度；加入稀土元素Ce可明顯提高滲速，在相同條件下增加了滲層厚度，且滲層平均硬度提高。熱疲勞實驗證明，當滲入元素鋁在滲層內偏聚時，則裂紋易從這里萌生擴展；而鋁以分散質點在滲層內分布時，則有優(yōu)良的熱疲勞性能；一般裂紋不在滲層與基體的交界處開裂，二者結合良好。M體鋼的Al-Cr-Ce滲層具有優(yōu)良的抗熱疲勞性能，熱循環(huán)超過40次時出現(xiàn)顯