发动机排气门断裂失效分析与改进

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【作  者】罗长增, 曾笑笑, 姚亚俊, 徐得石, 李旭聪, 马宗桥
【刊  名】 金属热处理
【出版日期】2024-12-25
【期  号】2024年 第49卷 第12期
【作者单位】
1.潍柴动力股份有限公司;
2.内燃机与动力系统全国重点实验室;
3.南京航空航天大学 材料科学与技术学院;
4.同济大学 汽车学院
【关键词】 天然气发动机, 排气门, 断裂, 失效分析
【参考文献格式】
罗长增, 曾笑笑, 姚亚俊, 徐得石, 李旭聪, 马宗桥. 发动机排气门断裂失效分析与改进[J]. 金属热处理, 2024, 49(12): 301-305.
【摘 要】某天然气发动机在进行可靠性验证时发生排气门断裂,采用形貌观察、化学成分分析和硬度检测等手段对其断裂原因进行了分析,并提出改进措施。结果表明,排气门材料的化学成分及硬度均符合GB/T 12773—2021要求;硬度法检测显示排气门最高实际工作温度为725~735 ℃,气门杆在高温作用下产生的氧化层向基体扩展并在气门杆表面形成微裂纹,高温导致层片状析出物沿晶析出进一步加快了微裂纹沿晶界扩展,逐渐发展成较深的裂纹,最终导致气门杆疲劳断裂。建议通过优化燃烧系统参数降低排气门的工作温度,或选用耐温性能更好的NCF 3015或Inconel 751材料,以使排气门满足工况要求。