موتورهای احتراق داخلی موتورهای احتراق داخلی موتورهای اگزوز ISO9001

آلیاژ LF8 (آلیاژ دریچه LF8) برای عملکرد بالا سوپاپ اگزوز موتور احتراق داخلی

تولید - محصول

آلیاژ LF8 (آلیاژ دریچه LF8) برای موتور احتراق داخلی با کارایی بالا (موتور دیزل و موتور بنزینی) دریچه های اگزوز اتومبیل ، لوکوموتیو ، تراکتور ، کشتی ، مخزن ، دکل روغن ، ماشین آلات ساختمانی و نیروگاه موبایل و غیره همچنین می تواند برای بالا باشد اتصال دهنده های قدرت در دماهای بالا.

فرم محصول

میله و میله: شرط تحویل نورد ، عملیات حرارتی ، اکسیداسیون ، نزول ، تبدیل ، زمین ، و صیقل و غیره می باشد.

سایر: دیسک ، لوله و لوله بدون درز ، سیلندر ، آهنگری ، بلوک آهنگری و غیره

یک بیان

آلیاژ LF8 به طور عمده در دریچه اگزوز موتور احتراق داخلی با کارایی بالا و تحت دمای کار تا 750 درجه سانتیگراد استفاده می شود. از آنجا که آلیاژ LF8 از مقاومت و استحکام بیشتری در دمای اتاق و دمای بالا نسبت به آلیاژ 80A برخوردار است ، انتظار می رود ماده آلیاژ مورد نظر برای آلیاژ دریچه تا دمای بالای کار 750 درجه سانتی گراد باشد.

طراحی EXHAUST VALVE

روش تولید شیر EXHAUST

خالی کردن for جعل گرمایش الکتریکی برای خالی کردن سر خالی treatment عملیات حرارتی سر خالی و میله wel جوش اصطکاک turning چرخش خشن یا سنگ زنی → چرخش پایان → قطع طول → قطع ثابت → نیمه خرد کردن ساقه → آبکاری کروم دریچه شیر → سنگ زنی خوب ساقه → NDT دریچه تمام شده → تحویل

شرط Surface Value EXHAUST

سایت تولیدی ارزش EXHAUST

ترکیب شیمیایی (درصد وزنی):

میز 1

بررسی اجمالی

دریچه های اگزوز موتور احتراق داخلی در خوردگی گاز با درجه حرارت بالا و عمل فشار زیاد و سایر محیط های سخت کار می کند ، دریچه اگزوز برای تحمل درجه حرارت تا 600-800 درجه سانتیگراد است. آلیاژ 80A و آلیاژ 751 دو آلیاژ شیر استفاده می شوند. آلیاژ 80A با توجه به کاربرد زیاد ، بخاطر عملکرد دمای بالای خود توجه و توجه بیشتری می کند. پس از مطالعه ریزساختار و خصوصیات آلیاژ 80A ، مشخص شد که افزایش نسبت Ti / Al به طور قابل توجهی خواص مکانیکی را در دمای اتاق بهبود می بخشد. هنگامی که Ti / Al نسبتاً کم است ، فاز β-NiAl از بلور رسوب می کند و باعث شکستگی درجه حرارت زیاد مواد می شود.

از آنجا که الزامات کاهش انتشار همچنان در حال افزایش است ، الزامات مربوط به راندمان موتور همچنان افزایش می یابد و دمای محفظه احتراق نیز بیشتر بهبود می یابد. طبق تحقیقات اخیر در مورد عملکرد دمای بالا آلیاژ دریچه اگزوز ، مشخص شده است که آلیاژ 80A و آلیاژ 751 در حدود 700 درجه سانتیگراد قابل استفاده هستند ، اما هنگامی که درجه حرارت به 750 درجه سانتی گراد می رسد ، عملکرد درجه حرارت بالا از این نوع است. آلیاژ کافی نیست و اغلب باعث خرابی دریچه اگزوز هنگام کار می شود. بنابراین ، برای انطباق با افزایش دمای محیط کار دریچه اگزوز ، باید نوع جدیدی از آلیاژ دریچه با عملکرد بهتری نسبت به آلیاژ 80A تولید شود که در حدود 750 درجه سانتیگراد کار کند.

آلیاژ LF8 برای دریچه اگزوز بر اساس آلیاژ 80A جهت بررسی تأثیر Cr ، Al ، Ti و Co در فاز رسوبی تهیه شد.

این مطالعه نشان داد که با افزایش مقدار Cr ، فاز γ کمی افزایش یافته است ، نشان می دهد که کروم تأثیر کمی در فاز γ دارد. افزایش مقدار Cr ابتدا منجر به تغییر نوع کاربید از M7C3 به M ₂₃ C _{6 شد} و سپس با افزایش محتوای Cr تعداد عدد M ₂₃ C ₆ افزایش یافت. هنگامی که محتوای Cr از 20 درصد تجاوز کرد ، تعداد زیادی از مراحل α-Cr در آلیاژ ظاهر شد.

با افزایش مقدار Al ، فاز γ به طور قابل توجهی افزایش یافته است ، کاربیدهای M ₂₃ C6 اندکی افزایش یافته است ، نشان می دهد که عنصر اصلی تشکیل دهنده فاز γ بود ، بلکه در تشکیل کاربیدهای M ₂₃ C6 نیز شرکت داشت.

محتوای فاز γ با افزایش مقدار Ti افزایش یافته است ، اما هنگامی که مقدار Ti به 4.5٪ برسد ، تعداد زیادی از مراحل شکنندگی η در فاز رسوب تعادل وجود داشته و محتوای آن به 10.634٪ می رسد ، بنابراین مقدار Ti در آلیاژ باید باشد. از 3.5-4.0.

با افزایش محتوای Co ، تعداد γ 'فاز و فاز M ₂₃ C6 اساساً بدون تغییر بود ، نشان می دهد که شرکت در تشکیل فاز γ و فاز M ₂₃ C6 شرکت نکرد ، بلکه فقط در ماتریس موجود در شکل محلول جامد

تجزیه و تحلیل نشان داد که با افزایش مقدار عنصر Cr مقدار کمی فاز γ افزایش یافت ، که نه تنها نوع کاربید را تغییر داد بلکه مقدار M ₂₃ C را نیز افزایش داد. عنصر Cr بطور عمده توانایی اکسیداسیون و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می دهد. . اما محتوای بیش از حد Cr ممکن است در مرحله α-Cr باشد ، بنابراین محتوای آن باید در 17-20٪ کنترل شود. افزایش Al و Ti می تواند میزان بارش فاز را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و یک عنصر مهم تشکیل دهنده فاز γ است. اما اگرچه افزایش محتوای Ti و Al باعث افزایش محتوای γ 'می شود ، برای جلوگیری از مرحله شکننده بودن ، محتوای Ti + Al باید 5.5-7.0، و نسبت Ti / Al برابر 1.16-2.00 باشد. علاوه بر این از Co تأثیر کمی در فاز γ 'و فاز M ₂₃ C6 داشت ، اما می تواند آلیاژ را با محلول جامد تقویت کند. عنصر Co می تواند حلالیت عناصر Al و Ti را در ماتریس γ کاهش داده و نقش تقویت محلول جامد را ایفا کند ، و می تواند به طور مناسب برای افزایش استحکام آلیاژ اضافه شود.

براساس مطالعات فوق ، محتوای کربن به منظور بهبود مقاومت در برابر اکسیداسیون آلیاژ افزایش یافته است ، به منظور کاهش هزینه آلیاژ ، مقدار آهن افزایش یافته و مقدار نیکل کاهش می یابد. ترکیب خاص در جدول 1 در بالا نشان داده شده است.

متالوگرافی

شکل 1 میکروگراف SEM که ریزساختار و طیف انرژی مربوطه از آلیاژ را پس از عملیات حرارتی نشان می دهد

شکل 2 میکروگراف TEM فازهای رسوبی و الگوهای پراش آلیاژ

جدول 2 فاز بارش آلیاژ پس از عملیات حرارتی

شکل 1 میکروگراف های SEM که ریزساختار و طیف انرژی مربوطه از آلیاژ را بعد از عملیات حرارتی نشان می دهد

(الف) اسکن میکروگراف. (ب) کاربیدهای مرزی دانه. (ج) طیف EDS از M ₂₃ C6؛ (د) طیف EDS از MC

شکل 2 میکروگراف TEM از فازهای رسوبی و الگوهای پراش آلیاژ

(الف) عبارات (ب) فاز TiC؛ (ج) فاز M ₂₃ C ₆

جدول 2 فاز بارش آلیاژ پس از عملیات حرارتی

از شکل 1 و شکل 2 مشخص شده است که میکرو ساختار آلیاژ LF8 پس از عملیات حرارتی ماتریس آستنیتی با تعداد زیادی از دوقلوهای بازپخت است. اندازه دانه از 20 میکرون تا 150 میکرون متغیر است. فاز γ '، M ₂₃ C6 و TiC رسوب می شوند. با توجه به نتایج محاسبه ترمودینامیکی ، فاز γ اصلی ترین مرحله تقویت در آلیاژ LF8 است که نقش تقویت بارش را ایفا می کند. با رشد فاز γ '، انرژی رابط برای افزایش بی ثباتی سیستم افزایش می یابد. فاز γ 'در فرآیند پیری آلیاژ مقاوم در برابر گرما رسوب می کند و تحت تأثیر دما و زمان است. در آلیاژ LF8 ، مرحله γ 'پس از پیری 760 درجه سانتیگراد / 5 ساعت بسیار کوچک بود. فاز γ 'در زیر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) قابل تشخیص نیست همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. فاز γ' کوچک در ماتریس به وضوح در شکل 2 دیده می شود. . اندازه آن حدود 20 نانومتر است. آلیاژ LF8 دارای زمان پیری کوتاه است ، و اندازه کوچکتر و محتوای کمتر فاز γ در مرحله اولیه بارش بدون درشت یا رشد بود. جدول 2 نتایج کیفی استخراج شیمیایی و تجزیه و تحلیل فاز پراش پرتو X از آلیاژ LF8 پس از عملیات حرارتی است. از جدول نشان داده شده است که γ 'ɑ شبکه ثابت 0 = 0.357 تا 0.358 نانومتر ، γ' توسط کربن در آلیاژ حل می شود ، γ 'مقدار فاز با افزایش مقدار Cr کمی افزایش می یابد. همانطور که از عکسهای اسکن در شکل مشاهده می شود. 1 (b) و عکس های طیف انرژی در شکل. 1 (d) ، Cr ₂₃ C6 کاربید اصلی رسوب شده است ، بیضی ناپیوستگی به طول 400-800nm ​​نشان می دهد. Cr ₂₃ C ₆ ، که به طور جزئی در بلور توزیع می شود ، به شکل نقطه دایره ای است. از جدول 5 مشاهده کنید که ثابت مشبک 0 0.4 0.430 تا 0.431 نانومتر ، Cr و Ni در آلیاژ در M 23C6 حل شده و Cr 23C6 را تشکیل می دهند. Cr ₂₃ C6 که در مرز دانه توزیع می شود به عنوان اتصال ناخن نسبت به مرز دانه عمل می کند و می تواند به طور موثر مقاومت در دمای بالا آلیاژ را افزایش دهد. فاز Cr ₂₃ C ₆ توزیع شده به طور مداوم باعث کاهش انرژی رابط خواهد شد ، اما توزیع ناپیوسته Cr ₂₃ C ₆ اثر بهتری در پین کردن مرز دانه دارد و اندازه آن نباید خیلی بزرگ باشد. اگر زمان پیری بیش از حد طولانی باشد ، فاز Cr ₂₃ C ₆ مستعد تجمع و رشد است که این امر بر عملکرد دمای بالای آلیاژ تأثیر خواهد گذاشت. می توان آن را از عکسهای اسکن در شکل مشاهده کرد. 1 (a) و عکس های طیف انرژی در شکل. 1 (ج) که کاربیدهای حاصل از بلور رسوب شده اند MC ، که بلوک های کوچکی با مقدار کمی و اندازه 500-1000nm هستند. از عکس انتقال (شکل 2b) ، TiC که به شکل یک نوار کوتاه است ، نیز می تواند به وضوح مشاهده شود. جدول شماره 2 ثابت شبکه فاز MC را نشان می دهد ɑ 0 = 1.060 تا 1.062 نانومتر ، که نسبتاً بزرگ است. TiC را می توان به اشکال اولیه و ثانویه تقسیم کرد. کاربیدهای TiC اولیه در فرایند انجماد تشکیل می شوند و بیشتر در داخل و در مرزهای دانه توزیع می شوند. اندازه متوسط ​​کاربیدهای TiC نسبتاً بزرگ است. TiCondondary TiC از ماتریس γ 'رسوب می کند یا توسط فازهای دیگر در خنک کننده و عملیات حرارتی آلیاژهای فرآوری شده داغ یا استفاده طولانی مدت تبدیل می شود. TiC اولیه به دلیل اندازه زیاد و میزان بارش زیاد و دمای انحلال در فرآوری و عملیات حرارتی نسبتاً پایدار است. از نرم افزار ترمودینامیکی می توان دریافت که هیچ فاز تعادل TiC در فاز تعادل 760 درجه سانتیگراد رسوب نشده است. فازهای رسوبی که توسط نرم افزار ترمودینامیکی محاسبه شده اند ، همه مراحل رسوب تعادل ، به استثنای مراحل غیرقابل حل یا سایر انتقال هستند. TiC موجود در آلیاژ باید مقدار کمی از TiC اولیه در بخشی با محلول بالا باشد که به عقب حل نشده است.

ویژگی های مکانیکی

شکل 3 مقایسه خواص کششی و سختی آلیاژ LF8 و آلیاژ 80A

شکل 4 عملکرد مکانیکی آلیاژ LF8 در دمای بالا نمونه های آزمایش شده پس از عملیات حرارتی معمولی

شکل 5 نمودار فاز ترمودینامیکی تعادل از آلیاژ

شکل 3 مقایسه خواص کششی و سختی آلیاژ LF8 و آلیاژ 80A

شکل 4 عملکرد مکانیکی آلیاژ LF8 در دمای بالا نمونه های آزمایش شده پس از عملیات حرارتی معمولی (الف) مقاومت کششی. (ب) قدرت عملکرد

نمودار 5 نمودار فاز ترمودینامیکی تعادل از آلیاژ (الف) نمودار فاز ترمودینامیکی حالت تعادل آلیاژ LF8. (ب) نمودار فاز ترمودینامیکی حالت تعادل آلیاژی 80A.

از شکل 3 دیده می شود که آلیاژ LF8 دارای مقاومت کششی 1307MPa و استحکام عملکرد 973MPa است و سختی آن 40.8HRC است. آلیاژ 80A دارای مقاومت کششی 1194MPa و استحکام عملکرد 776MPa در دمای اتاق و سختی آن 37.6HRC است. آلیاژ LF8 به ترتیب 8.6٪ ، 20٪ و 7.9 بالاتر از آلیاژ 80A است.

از شکل 4 (a) 5 (b) مشاهده می شود که استحکام کششی و استحکام عملکرد آلیاژ LF8 و آلیاژ 80A با افزایش دما کاهش می یابد. استحکام کششی و استحکام عملکرد آلیاژ LF8 در 750 درجه سانتیگراد 845MPa و 750MPa بود ، در حالی که کسانی که آلیاژ 80A در 750 درجه سانتیگراد داشتند فقط 802MPa و 657MPa بودند. استحکام کششی و استحکام عملکرد آلیاژ LF8 به طور معنی داری بالاتر از آلیاژ 80A در دمای 750 درجه سانتیگراد بود که به ترتیب 5.0٪ و 4/12٪ بالاتر بود.

محتوا ، اندازه و توزیع فاز رسوب شده در حالت پیری تأثیر زیادی در استحکام ماده فلزی دارد و پایداری ریزساختار پس از پیری نیز بر خواص مکانیکی آلیاژ تأثیر خواهد گذاشت. γ 'و کاربیدها مراحل تقویت مهم آلیاژهای مبتنی بر نیکل هستند. در آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت مبتنی بر نیکل ، یک رابطه شبکه مشبک بین γ 'و بستر وجود دارد. پس از پیری ، عدم تطابق بین γ 'ساختار LI2 و بستر افزایش می یابد ، که به آسانی می توان آنرا به یک ساختار مکعب پایدار تبدیل کرد. پس از پیری 760 درجه سانتیگراد / 5 ساعت ، آلیاژ LF8 با بارش فاز γ و کاربید از مرز دانه تقویت شد. شکل 5 نتیجه محاسبه نرم افزار ترموودینامیکی ترموکلی است. با توجه به نمودار فاز تعادل ، محتوای رسوب شده فاز آلیاژ LF8 γ 'در فاز تعادل 760 ° C 27.21، و آلیاژ 80A فقط 18.60٪ بود. آلیاژ LF8 از فاز تعادل آلیاژی 80A آلیاژ 8061 درصد بالاتر بود. این نشان داد که فاز γ رسوب شده در آلیاژ LF8 از آلیاژ 80A در دمای 760 درجه سانتیگراد بیشتر بود ، بنابراین قدرت آلیاژ LF8 از نظر تئوری بالاتر از آلیاژ 80A بود. در همان زمان ، شرکت به آلیاژ اضافه شد تا اثر تقویت محلول جامد را افزایش داده و از بین رفتن فاز γ را کاهش دهد. ترک در مرز دانه در دمای بالا اغلب دلایل اصلی نارسایی زودرس آلیاژ است. کربن تمایل دارد تا در دمای بالا به مرز دانه پراکنده شود ، به طوری که کاربیدهای غنی از کروم در مرز دانه جمع شده و رشد می کنند و سرانجام برای کاهش مقاومت در دمای بالا و چقرمگی آلیاژ ، فاز شکننده لایه ای تشکیل می شود. در مقایسه با آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت پایه نیکل مانند آلیاژ 80A ، آلیاژ 751 و آلیاژ 617 ، کاربیدهای مرز دانه در آلیاژ LF8 پس از عملیات حرارتی ناپیوسته بودند. کاربید با استفاده از این مورفولوژی می تواند به طور موثری مرز دانه را میخ کند ، نیروی پیوند مرز دانه آلیاژ را بهبود بخشد ، مقاومت به لغزش مرز دانه را افزایش دهد ، تشکیل منبع ترک مرز دانه را کاهش داده و مقاومت مرز دانه را در برابر کشش بهبود بخشد.

تجزیه و تحلیل داده های آزمایش های مکانیکی نشان داد که آلیاژ LF8 استحکام و سختی بالاتری نسبت به آلیاژ 80A دارد و انتظار می رود که این ماده آلیاژ برتر برای شیر اگزوز موتور احتراق داخلی در دمای کار تا 750 درجه سانتیگراد باشد.

مزیت رقابتی:

(1) بیش از 50 سال تجربه تحقیق و توسعه در آلیاژ درجه حرارت بالا ، آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی ، آلیاژ دقیق ، آلیاژ نسوز ، فلزات نادر و مواد و محصولات فلزی گرانبها.
(2) 6 مرکز آزمایشگاه کلیدی و مرکز کالیبراسیون.
(3) فن آوری های ثبت اختراع.

(4) اندازه دانه متوسط ​​9 یا ریزتر.

(5) عملکرد بالا

شرایط کاری