材料技術(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)ppt課件(參考版)
2025-05-07 02:01本頁面
【正文】 青銅（分別為 Al、 Pb、 Si、 Mn等，稱為 青銅） 白銅：含 Ni+Co的銅合金，以 B 表示 包括普通白銅， Fe、 Mn、 Zn、 Al白銅等 。有較高的強(qiáng)度與導(dǎo)熱性、耐蝕性和可焊性，常用于冷卻水管等 特殊黃銅（ CuZn合金中另加 Pb、 Al、 Mn、 Sn、 Ni等），稱為 黃銅，常用于襯套、墊圈等。如 、 AlSn20Cu 鋁基合金 鋁鎂銻合金，如 AlSbMg（ 2528HB）等 低錫鋁合金，如 ZAlSn1（ ≥45HB）、 ZalSn3（ ≥100HB） 高錫鋁合金，如 20高錫（ 2232HB） 有色金屬材料 柴油機(jī)上的有色金屬材料主要包括，鋁合金、銅合金、軸承合金等。 材料種類 性能特點(diǎn) 巴氏合金 硬度 20～ 30HB， Rm約為 80MPa；包括錫基和鉛基 錫基：具有較好的塑性和韌性，適中的硬度和較低的摩擦系數(shù)；但疲勞強(qiáng)度低，耐熱性差，工作溫度不宜超過 100℃ 。 另外，個(gè)別批次原材料冶金質(zhì)量較差，加劇了事故。 由于氣門電墩不當(dāng)，底面形成微裂紋，抑或電墩加熱溫度過高，之后未適當(dāng)固溶處理，盤部底面組織偏析，導(dǎo)致耐熱耐蝕性能下降，引發(fā)事故。 氣門斷裂類型 4： 斷裂部位 氣門盤部，斷裂起源于底面圓周附近與弧背面，也常被誤判為堆焊不當(dāng) 斷裂特征 斷面宏觀上呈 V、 L字型，主斷裂源生于底面，為腐蝕疲勞，次生裂原生于弧背面， 為機(jī)械疲勞；氣門底面在形成肉眼可見的裂紋之前，已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重的晶界腐蝕。 氣門斷裂類型 3： 斷裂部位 氣門盤部，斷裂起源于底面圓周附近，常被誤判為堆焊不當(dāng) 斷裂主要原因 電墩不當(dāng)，導(dǎo)致盤部加熱不均、成型時(shí)變形不一致，內(nèi)應(yīng)力增 大，產(chǎn)生裂紋。 常用材料 熱處理工藝和性能 應(yīng)用舉例 馬氏體鋼 多用于整體式進(jìn)氣門，淬火 +高溫回火 如 4Cr9Si 4Cr10Si2Mo、 9Cr18Mo2V，等 11 13128進(jìn)氣門 奧氏體鋼 多作焊接式排氣門和進(jìn)氣門的盤部材料，固溶 +時(shí)效處理 如 214N， 238N， 6Cr21Mn10MoVNbN 11 12128 氣門斷裂類型 1： 斷裂部位 氣門頸部（焊接處與盤底之間，距桿端面 120130mm）； 斷裂機(jī)理 雙向彎曲疲勞，疲勞源具有腐蝕特征 斷裂主要原因 氣門密封錐面角度不當(dāng)，斷裂處工況惡化；導(dǎo)管長度不足，斷裂 處缺少保護(hù)。該類鋼板一般含碳量極低，鋼的純凈度要求高，基體顯微組織主要為鐵素體，以確保較強(qiáng)的冷成型能力。沖壓件質(zhì)輕、且有一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，用沖壓方法制造形狀復(fù)雜的零件，其優(yōu)越性是其它工藝方法無法比擬的。柴油機(jī)上的專用緊固件，如連桿螺栓、氣缸蓋螺釘、主軸承蓋螺釘?shù)?，常在（近）屈服區(qū)工作，螺栓的尺寸精度、力學(xué)性能、表面處理的要求是相當(dāng)嚴(yán)格的。原因：鋼絲表面質(zhì)量狀況差，存在折疊。 柴油機(jī)上的彈性類零件常用材料主要包括： 片簧、板簧 多采用退火態(tài)的 65Mn等鋼帶或薄板沖制而成，經(jīng)過整體淬火后，再進(jìn)行定性回火 螺旋彈簧 用彈簧鋼絲盤繞而成，典型的材料包括，含碳量較高的琴鋼絲、 50CrVA、 55SiMnVB、 55SiMnMoV、 60Si2Mn等。 措施：優(yōu)化潤滑方式；限制潤滑油溫；使用抗膠合添加劑的合成潤滑油；適當(dāng)?shù)呐芎?，增大齒面的實(shí)際接觸面積、使齒面產(chǎn)生加工硬化，并且在齒面形成牢固的氧化膜，這些均可提高齒輪的抗粘著磨損能力；加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)，避免過載。 齒輪案例 5：粘著磨損 齒面金屬在一定壓力下直接接觸發(fā)生粘著，同時(shí)隨著齒面的相對運(yùn)動(dòng)，較軟輪齒的表面金屬被較硬齒面撕落，在齒面滑動(dòng)方向上形成溝紋。 齒輪案例 4：磨粒磨損 嚙合齒面之間存在硬質(zhì)粒子而產(chǎn)生。 由于柴油機(jī)齒輪工作環(huán)境較為封閉，并且覆有油膜，故齒輪失效事故中鮮見腐蝕磨損。 齒輪案例 3：腐蝕磨損 若齒面之間或者齒面與環(huán)境介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成腐蝕產(chǎn)物，并在齒面的嚙合過程中剝離，則這種腐蝕產(chǎn)物的形成和剝離作用會(huì)使齒面產(chǎn)生了腐蝕磨損。提高柴油機(jī)齒輪的抗疲勞磨損性能的手段可分為兩種： ? 1）改善內(nèi)部影響因素 ? (1)生產(chǎn)上盡量減少齒輪鋼材中的非金屬夾雜物，特別是氧化物類和硅酸鹽類，有條件情況下，應(yīng)采用電渣重熔、真空冶煉等工藝； ? (2)嚴(yán)格控制齒輪的熱處理組織狀態(tài)，如馬氏體級(jí)別、殘余奧氏體數(shù)量、脫碳層深度、表面硬度和心部硬度、表面有效硬化層深度以及殘余應(yīng)力等。 齒輪疲勞磨損的宏觀特征：節(jié)圓線附近的齒面出現(xiàn)許多針孔狀或豆?fàn)畎伎?，有的凹坑較深，呈貝殼狀，存在疲勞裂紋發(fā)展紋理。造成輪齒疲勞斷裂的原因主要有： （ 1）齒根過渡圓角過小；（ 2）齒根處粗糙度過高；（ 3）加工輪齒時(shí)，在齒根處形成有害刀痕或拉傷；（ 4）熱處理裂紋；（ 5）輪齒心部硬度或齒根部硬度過低；（ 6）安裝不當(dāng)，齒輪嚙合處接觸長度不足，導(dǎo)致齒輪有效承載區(qū)域減小等。針閥體常用 GCr15或 18CrNiW滲碳或碳氮共滲，并淬火處理 三對偶件淬火處理后，通常需要進(jìn)行冷處理，最大限度減少顯微組織中的殘余奧氏體數(shù)量，提高偶件的硬度和組織的穩(wěn)定性 齒輪類零件 齒輪類零件是柴油機(jī)的重要組成部分，輪系承擔(dān)傳遞運(yùn)動(dòng)的任務(wù)，需要具備足夠的齒面硬度、耐磨性
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