ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕЩИНООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ВЫПУСКНОГО КЛАПАНА ДВС
Аннотация
Конечный комплекс свойств выпускного клапана формируется в ходе всей совокупности процессов: электровысадки, термообработки, наплавки, механообработки и гальваники, – важнейшим из которых является наплавка рабочей фаски клапана. Рабочая фаска клапана подвергается постоянному воздействию высоких температур, воздействию потока газа и термоциклическим нагрузкам, поэтому необходимо строгое соблюдение всего комплекса свойств, иначе дефект рабочей фаски приведет к ее разрушению, что неизбежно повлечет за собой нарушение работы ДВС и необходимости его ремонта.
В работе проведено исследование деформируемой части основного материала (сталь марки 40Х10С2М) и наплавочного (сплава ЭП616А), применяемых для изготовления выпускного клапана двигателя внутреннего сгорания. Отбраковка по поверхностным дефектам проводится на готовых изделиях методом люминесцентного контроля. Однако, как показывает практика, не все детали, прошедшие визуальный контроль, являются годными. Разрушающие методы исследования сплошности материала позволяют обнаружить недопустимые внутренние дефекты (раковины, трещины).
Методами оптической и электронной микроскопии были изучены структурные составляющие материала: размер и форма зерна, включений, характер их распределения, местоположение усадочной раковины, ее протяженность, размерные характеристики наплавляемого жаропрочного слоя, переходной зоны, способ распространения трещины. Исследование было выполнено на разных стадиях изготовления клапана: после электровысадки при формировании головки клапана из прутка, последующей термообработки (закалка + высокий отпуск), наплавки кольца из жаропрочного сплава.
В настоящей работе методом микрорентгеноспектрального анализа определены химические составы фаз, включений, участков сплава ЭП616А вокруг усадочной раковины. Полученные результаты свидетельствуют о недостаточности визуального контроля, а проведение выборочного разрушающего метода не обеспечивает полной вероятности обнаружения внутренних дефектов. Целесообразно вместо разрушающего контроля ввести ультразвуковую дефектоскопию.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Vyrubov D.N. Dvigateli vnutrennego sgoraniya. Konstruirovanie i raschet na prochnost' porshnevykh i kombinirovannykh dvigateley [Internal-Combustion engines. Design and Strength Calcu-lation of Piston and Combined Engines]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1984. 384 p.
Alekseev V.P. Dvigateli vnutrennego sgoraniya. Rabochie protsessy v dvigatelyakh i ikh agrega-takh [Internal-Combustion Engines. Work processes in Engines and Their Units]. Moscow, Mashinos-troenie Publ., 1990. 288 p.
James D. Halderman. Automotive Engines: Theory and Servising. 4th Edition. Prentice Hall, 2000. 559 p.
GOST R 53810–2010. Dvigateli avtomobil'nye. Klapany. Tekhnicheskie trebovaniya i metody is-pytaniy [State Standard R 53810–2010. Automobile Engines. Valves. Technical Requirements and Test Methods]. Moscow, Standartinform Publ., 2010. 14 p.
Ignat'ev A. Novye i peredovye tekhnologicheskie protsessy i oborudovanie dlya kuznechnykh i pressovykh tsekhov [New and Advanced Technological Processes and Equipment for Forging and Pres¬sing Shops]. Moscow, Laboratory Offset Printing ONTEI Publ., 1968. 271 p.
Vershinskiy S.V. Proektirovanie svarnykh konstruktsiy v mashinostroenii [Design of Welded Structures in Mechanical Engineering]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1975. 376 p.
Milbach R. Ventilschaden und Ihre Ursachen. TRW Thompson GmbH, 1987, p. 52.
Frolov K.V. Entsiklopediya Mashinostroenie. Tom 2. Chast 1 [The Encyclopedia: Mechanical Engineering. Vol. 2. Part 1]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2001. 780 p.
Gol’dshteyn M.I., Grachev S.V., Veksler Yu.G. Spetsial'nye stali [Special Steels]. Moscow, MISiS Publ., 1999. 408 p.
Perepletchikov E.F. [Laser Cladding of Chromium-Nickel Alloys Alloyed with Silicon and Bo-ron]. Automatic Welding, 1968, no. 9. pp. 58–62. (in Russ.)
Sokolov E.N., Sadovskiy V.D. [High-Temperature Thermomechanical Processing of Metals and Alloys]. FIM, 1968, vol. 9, no. 2, pp. 226–240. (in Russ.)
Sadovskiy V.D. Strukturnaya nasledstvennost' v stali [Structural Heredity in Steel]. Bern¬shteyn M.L. (Ed.). Moscow, Metallurgiya Publ., 1973. 208 p.
Sidorov V.V. Metallurgiya liteynykh zharoprochnykh splavov [Metallurgy of Foundry Heat Proof alloys]. Kablova E.N. (Ed.). Moscow, All-Russian Scientific Research Institute of Aviation Mate-rials, 2016. 368 p.
Amanov S.R. Plazmennaya naplavka vypusknykh klapanov dvigateley vnutrennego sgoraniya poroshkovymi splavami: dis. kand. tekhn. nauk [Plasma Surfacing of Exhaust Valves of Internal-Combustion Engines with Powder Alloys. Cand. Sci. Diss.]. Moscow, 2000. 160 p.
GOST 1778–70. Stal'. Metallograficheskie metody opredeleniya nemetallicheskikh vklyucheniy [State Standard 1778–70. Steel. Metallographic Methods for the Determination of Nonmetallic Inclu-sions]. Moscow, Standartinform Publ., 2011. 25 p.
DOI: http://dx.doi.org/10.14529/met190205
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
