عالية الأداء محرك الاحتراق الداخلي صمام العادم سبائك ISO9001

سبيكة LF8 (سبيكة صمام LF8) لصمام عادم محرك الاحتراق الداخلي عالي الأداء

المنتج

سبيكة LF8 (سبيكة صمام LF8) لمحركات الاحتراق الداخلي عالية الأداء (محرك الديزل ومحرك البنزين) صمامات العادم للسيارات ، قاطرة ، جرار ، سفينة ، خزان ، منصة نفط ، آلات البناء ومحطة توليد الطاقة المتنقلة ، وما إلى ذلك. السحابات قوة في درجات حرارة مرتفعة.

شكل المنتج

القضيب والقضيب: يتم لف حالة التسليم ، المعالجة حراريا ، الأكسدة ، إزالة الترسبات ، الدوران ، الأرض ، ومصقول ، إلخ.

الآخرين: القرص ، الأنابيب والأنابيب غير الملحومة ، الأسطوانة ، تزوير ، كتلة تزوير إلخ

مطوية

تستخدم سبيكة LF8 بشكل أساسي في صمام العادم لمحرك الاحتراق الداخلي عالي الأداء تحت درجة حرارة العمل حتى 750 درجة مئوية. نظرًا لأن Alloy LF8 لديه قوة وصلابة أعلى في درجة حرارة الغرفة ودرجة حرارة عالية من السبائك 80A ، فمن المتوقع أن تكون المادة المفضلة لسبائك الصمامات حتى درجة حرارة تشغيل عالية تصل إلى 750 درجة مئوية.

رسم لصمام العادم

إجراءات الإنتاج من العادم صمام

تقطيع ← تسخين كهربائي تزوير الرأس فارغًا ← معالجة حرارية لرأس فارغ وقضيب ← لحام احتكاكي ← تدوير خشن أو تجليخ ← إنهاء الدوران ← قطع طول ثابت ← تشريح ساق شبه دقيق ← تصفيح ساق الصمام كروم ← طحن جيد للساق ← NDT للصمام النهائي ← التوصيل

حالة السطح من صمام العادم

موقع الإنتاج من العادم صمام

التركيب الكيميائي (بالوزن ٪):

الجدول 1

نظرة عامة

تعمل صمامات عادم محرك الاحتراق الداخلي في تآكل الغاز في درجات الحرارة العالية والإجهاد العالي والبيئة القاسية الأخرى ، وصمام العادم لتحمل درجة حرارة تصل إلى 600-800 درجة مئوية. سبائك 80A وسبائك 751 هما سبائك صمام شائعة الاستخدام. مع كمية كبيرة من التطبيقات ، تحصل سبائك 80A على المزيد والمزيد من الاهتمام لأدائها في درجات الحرارة العالية. بعد دراسة البنية المجهرية وخصائص السبائك 80A ، وجد أن زيادة نسبة Ti / Al قد حسنت بشكل كبير الخواص الميكانيكية في درجة حرارة الغرفة. عندما يكون Ti / Al منخفضًا نسبيًا ، يتم ترسيب الطور Ni-NiAl خارج البلورة ، وسيؤدي ذلك إلى كسر درجة حرارة عالية للمواد.

مع استمرار زيادة متطلبات خفض الانبعاثات ، تستمر متطلبات كفاءة المحرك في الزيادة ، كما تم تحسين درجة حرارة غرفة الاحتراق. وفقًا للبحث الحالي حول الأداء العالي لدرجة الحرارة لسبائك صمام العادم ، فقد وجد أن سبيكة 80A وسبائك 751 يمكن استخدامها في حوالي 700 درجة مئوية ، ولكن عندما تصل درجة الحرارة إلى 750 درجة مئوية ، فإن الأداء العالي لدرجة الحرارة لهذا النوع من السبيكة تبدو غير كافية ، وغالبًا ما تسبب فشل صمام العادم عند العمل. لذلك ، من أجل التكيف مع ارتفاع درجة حرارة بيئة العمل من صمام العادم ، هناك حاجة إلى تطوير نوع جديد من سبائك الصمام مع أداء أفضل من سبائك 80A ، والذي يعمل حوالي 750 درجة مئوية.

تم تطوير سبيكة LF8 لصمام العادم استنادًا إلى Alloy 80A لدراسة تأثير Cr و Al و Ti و Co على الطور المتسارع.

أوضحت الدراسة أنه مع زيادة محتوى الكروم ، زادت المرحلة slightly قليلاً ، مما يشير إلى أن تأثير الكروم ليس له تأثير يذكر على المرحلة phase. أدت زيادة محتوى Cr أولاً إلى تحويل نوع الكربيد من M ₇ C ₃ إلى M ₂₃ C ₆ ، ثم زاد عدد M ₂₃ C ₆ مع زيادة محتوى Cr. عندما تجاوز محتوى Cr 20٪ ، ظهر عدد كبير من مراحل α-Cr في السبائك.

مع زيادة محتوى Al ، زادت مرحلة γ بشكل ملحوظ ، زادت الكربيدات M ₂₃ C ₆ بشكل طفيف ، مما يشير إلى أن Al هو عنصر التشكيل الرئيسي للمرحلة γ ، ولكنه شارك أيضًا في تكوين الكربيدات M ₂₃ C ₆ .

زاد محتوى الطور γ مع زيادة محتوى Ti ، ولكن عندما يصل محتوى Ti إلى 4.5٪ ، يوجد عدد كبير من مراحل الهشاشة في الطور المتوازن ، مع محتوى يصل إلى 10.634٪ ، لذلك يجب أن يتراوح محتوى Ti في السبائك من 3.5-4.0 ٪.

مع زيادة محتوى Co ، لم يتغير أساسًا عدد الطور γ 'ومرحلة M ₂₃ C ₆ ، مما يشير إلى أن Co لم يشارك في تشكيل الطور and' ومرحلة M ₂₃ C ₆ ، ولكن كان موجودًا فقط في المصفوفة في شكل حل الصلبة.

أظهر التحليل أن زيادة محتوى عنصر Cr يزيد بشكل طفيف مقدار الطور، ، الأمر الذي لم يغير نوع الكربيد فحسب ، بل زاد أيضًا مقدار M ₂₃ C _6. يزيد العنصر Cr بشكل أساسي من قدرة الأكسدة ومقاومة التآكل . لكن قد يكون محتوى Cr المفرط عبارة عن مرحلة α-Cr ، لذلك يجب التحكم في المحتوى بنسبة 17-20 ٪. إن زيادة Al و Ti يمكن أن تزيد بشكل كبير من هطول الأمطار في المرحلة and وهي عنصر تشكيل مهم في المرحلة γ. ولكن على الرغم من أن زيادة محتوى Ti و Al يزيد من محتوى الطور، '، لتجنب مرحلة الهشاشة ، يجب أن تكون نسبة Ti + Al 5.5-7.0٪ ، ويجب أن تكون نسبة Ti / Al 1.16-2.00. كان لإضافة Co تأثير قليل على طور γ 'ومرحلة M ₂₃ C ₆ ، ولكنه يمكن أن يعزز السبائك بالمحلول الصلب. يمكن للعنصر Co أن يقلل من قابلية الذوبان لعناصر Al و Ti في المصفوفة ويلعب دورًا في تقوية المحلول الصلب ، ويمكن إضافته بشكل مناسب لزيادة قوة السبائك.

بناءً على الدراسات السابقة ، تم زيادة محتوى الكروم لتحسين مقاومة الأكسدة للسبائك ، وتم زيادة محتوى الحديد من أجل تقليل تكلفة السبائك وخفض كمية النيكل. التركيب المحدد مبين في الجدول 1 أعلاه.

المعدغرافيا دراسة المعادن

الشكل 1 الشكل 1. SEM صورة مجهرية تظهر المجهر وأطياف الطاقة المقابلة للسبائك بعد المعالجة الحرارية

الشكل 2 الشكل 2. TEM صورة مجهرية من مراحل عجلت وأنماط الحيود من السبائك

الجدول 2 مرحلة هطول الأمطار من سبيكة بعد المعالجة الحرارية

الشكل 1 الشكل 1. micrographs SEM تظهر المجهر وأطياف الطاقة المقابلة للسبائك بعد المعالجة الحرارية

(أ) مسح صورة مجهرية ؛ (ب) كربيد حدود الحبوب ؛ (ج) طيف EDS M ₂₃ C ₆ ؛ (د) الطيف EDS من MC

الشكل 2 TEM micrographs من مراحل عجلت وأنماط الحيود من السبائك

(أ) المراحل ؛ (ب) مرحلة TiC ؛ (ج) م ₂₃ م ₆ مراحل

الجدول 2 مرحلة هطول الأمطار من سبيكة بعد المعالجة الحرارية

يمكن أن نرى من الشكل 1 والشكل 2 أن البنية الدقيقة للسبائك LF8 بعد المعالجة الحرارية هي مصفوفة الأوستنيتي مع عدد كبير من التوائم الصلب. يتراوح حجم الحبوب من 20 ميكرون إلى 150 ميكرون. ip '، M ₂₃ C ₆ ومراحل TiC عجلت. وفقًا لنتائج حساب الديناميكا الحرارية ، فإن المرحلة γ هي مرحلة التعزيز الرئيسية في السبائك LF8 ، والتي تلعب دور تعزيز الهطول. عندما تكبر المرحلة، ، تزداد طاقة الواجهة لزيادة عدم استقرار النظام. ترسب المرحلة in 'في عملية الشيخوخة من سبيكة مقاومة للحرارة وتتأثر كل من درجة الحرارة والوقت. في Alloy LF8 ، كانت المرحلة small 'صغيرة جدًا بعد 760 درجة مئوية / 5 ساعات من التقدم في السن. لم تكن مرحلة γ 'قابلة للتمييز تحت المجهر الإلكتروني المسح (SEM) كما هو مبين في الشكل 1. يمكن رؤية مرحلة γ' الصغيرة في المصفوفة بوضوح في الشكل 2. المرحلة phase 'في السبائك LF8 شبه كروية وتوزع في البلورة . الحجم حوالي 20nm. تتميز السبائك LF8 بفترة شيخوخة قصيرة ، وكان الحجم الأصغر والمحتوى الأقل لمرحلة "at" في المرحلة الأولى من الهطول دون تشويش أو نمو. الجدول 2 هو النتائج النوعية للاستخلاص الكيميائي وتحليل مرحلة حيود الأشعة السينية لسبائك LF8 بعد المعالجة الحرارية. يظهر من الجدول ثابت γ 'att شعرية 0 = 0.357 إلى 0.358 نانومتر ، يتم حل is' بواسطة Cr في السبائك ، زادت كمية الطور slightly 'قليلاً مع زيادة محتوى Cr. كما يتبين من الصور المسح الضوئي في FIG. 1 (ب) وصور طيف الطاقة في FIG. 1 (د) ، Cr ₂₃ C ₆ هو كربيد عجل رئيسي ، يظهر قطع ناقص متقطع بطول 400-800 نانومتر. Cr ₂₃ C ₆ ، الموزع جزئيًا في البلورة ، يكون في شكل بقعة دائرية. انظر من الجدول 5 أن ثابت الشبكة ɑ 0 = 0.430 إلى 0.431 نانومتر ، تم إذابة Cr و Ni في السبائك إلى M ₂₃ C ₆ لتشكيل Cr ₂₃ C ₆ . يعمل Cr ₂₃ C ₆ الموزع على حدود الحبوب كملصق للأظافر بالنسبة لحدود الحبوب ويمكن أن يزيد بشكل فعال من مقاومة درجات الحرارة العالية للسبائك. ستعمل المرحلة Cr ₂₃ C ₆ الموزعة بشكل مستمر على تقليل طاقة السطح البيني ، لكن التوزيع المتواصل لـ Cr ₂₃ C ₆ له تأثير أفضل على تأثير تثبيت حدود الحبوب ، ويجب ألا يكون الحجم كبيرًا جدًا. إذا كانت فترة الشيخوخة طويلة جدًا ، تكون مرحلة Cr ₂₃ C ₆ عرضة للتجميع والنمو ، مما سيؤثر على الأداء العالي لدرجات الحرارة للسبائك. يمكن أن ينظر إليه من الصور المسح الضوئي في FIG. 1 (أ) وصور طيف الطاقة في FIG. 1 (ج) أن كربيد عجل من الكريستال هي MC ، وهي كتل صغيرة مع كمية صغيرة وحجم 500-1000nm. من صورة الإرسال (الشكل 2 ب) ، يمكن أيضًا ملاحظة TiC ، التي تكون في شكل شريط قصير ، ويظهر الجدول 2 ثابت الشبكة شعرية من مرحلة MC ɑ 0 = 1.060 إلى 1.062 نانومتر ، وهو كبير نسبيًا. يمكن تقسيم TiC إلى أشكال أولية وثانوية. تتشكل كربيدات TiC الأولية في عملية التصلب وتوزع في الغالب داخل حدود الحبوب وفيها. متوسط ​​حجم كربيد TiC كبير نسبيًا. يتم ترسيب TiC الثانوي من المصفوفة or أو يتم تحويلها بواسطة مراحل أخرى أثناء التبريد والمعالجة الحرارية للسبائك المعالجة الساخنة أو الاستخدام طويل الأجل. يكون TiC الأساسي مستقرًا نسبيًا في المعالجة الساخنة والمعالجة الحرارية نظرًا لحجمه الكبير وارتفاع درجة حرارته ودرجة حرارته. من البرنامج الديناميكي الحراري ، يمكن ملاحظة أنه لم تحدث مرحلة توازن TiC في مرحلة توازن 760 درجة مئوية. كانت المراحل المتسارعة المحسوبة بواسطة برنامج الديناميكا الحرارية جميع مراحل التعجيل بالتوازن ، باستثناء المراحل الانتقالية غير المنحلة أو المراحل الانتقالية الأخرى. يجب أن يكون TiC الموجود في السبائك عبارة عن كمية صغيرة من TiC الأساسي في الجزء ذي قابلية ذوبان عالية لم يتم ذوبانها.

الخصائص الميكانيكية

الشكل 3 الشكل 3. مقارنة خصائص الشد وصلابة سبائك LF8 وسبائك 80A

الشكل 4 الشكل 4. الأداء الميكانيكي للسبائك LF8 في درجة حرارة عالية من العينات التي تم اختبارها بعد المعالجة الحرارية التقليدية

الشكل 5 الشكل 5. توازن الرسم البياني المرحلة الديناميكي للسبائك

الشكل 3: مقارنة خصائص الشد وصلابة السبائك LF8 وسبائك 80A

الشكل 4: الأداء الميكانيكي للسبائك LF8 في درجات حرارة عالية للعينات المختبرة بعد المعالجة الحرارية التقليدية (أ) قوة الشد ؛ (ب) قوة العائد

الشكل 5 الرسم البياني المرحلة التوازن الديناميكي للسبائك (أ) الرسم البياني المرحلة التوازن الديناميكي حالة سبيكة LF8 ؛ (ب) سبيكة 80A حالة توازن الرسم البياني المرحلة الحرارية الديناميكية.

يمكن ملاحظة من الشكل 3 أن سبيكة LF8 لديها قوة شد تبلغ 1307 ميجا باسكال وقوة إنتاجية تصل إلى 973 ميجا باسكال على التوالي ، وصلابتها 40.8HRC. سبائك 80A لديها قوة الشد 1194MPa و 776MPa قوة العائد في درجة حرارة الغرفة ، وصلابة 37.6HRC. سبيكة LF8 هي 8.6 ٪ ، 20 ٪ و 7.9 أعلى من سبائك 80A ، على التوالي.

يمكن ملاحظة من الشكل 4 (أ) 5 (ب) أن قوة الشد وقوة العائد للسبائك LF8 وسبائك 80A انخفضت مع زيادة درجة الحرارة. كانت قوة الشد وقوة العائد للسبائك LF8 عند 750 درجة مئوية هي 845MPa و 750MPa ، في حين أن سبائك 80A عند 750 درجة مئوية كانت فقط 802MPa و 657MPa. كانت قوة الشد وقوة العائد للسبائك LF8 أعلى بكثير من تلك الموجودة في السبائك 80A عند 750 درجة مئوية ، والتي كانت أعلى بنسبة 5.0 ٪ و 12.4 ٪ على التوالي.

يكون لمحتوى وحجم وتوزيع المرحلة المترسبة في حالة الشيخوخة تأثير كبير على قوة المواد المعدنية ، كما أن استقرار البنية المجهرية بعد الشيخوخة سيكون له أيضًا تأثير على الخواص الميكانيكية للسبائك. الكربيد والكربيد مراحل تقوية مهمة للسبائك القائمة على النيكل. في السبائك المقاومة للحرارة القائمة على النيكل ، هناك علاقة شعرية مشتركة بين and والركيزة. بعد التقدم في السن ، يزداد عدم التطابق بين of 'لبنية LI2 والركيزة ، مما يسهل تحويله إلى هيكل مكعب أكثر استقرارًا. بعد 760 درجة مئوية / 5 ساعات من التقدم في السن ، تم تعزيز سبيكة LF8 عن طريق ترسيب الطور γ 'وكربيد من حدود الحبوب. الشكل 5 هو نتيجة حساب برنامج الديناميكا الحرارية الحرارية. وفقًا لمخطط طور التوازن ، فإن المحتوى المعجل لمرحلة السبائك LF8 in في مرحلة توازن 760 درجة مئوية كان 27.21٪ ، وسبائك 80A فقط 18.60٪. كان السبائك LF8 أعلى بنسبة 8.61 ٪ من الطور المعجل للتوازن من سبيكة 80A. هذا يشير إلى أن المرحلة γ 'عجلت في سبائك LF8 كانت أكبر من تلك في سبائك 80A عند 760 درجة مئوية ، وبالتالي فإن قوة سبائك LF8 كانت أعلى نظريا من سبائك 80A. في الوقت نفسه ، تمت إضافة Co إلى السبيكة لزيادة تأثير تقوية المحلول الصلب وتقليل انحلال الطور γ. غالبًا ما تكون الشقوق الموجودة في حدود الحبوب عند درجة حرارة عالية هي الأسباب الرئيسية لفشل السبيكة قبل الأوان. يميل الكربون إلى الانتشار إلى حدود الحبوب عند درجة حرارة عالية ، بحيث تتراكم وتنمو الكربيدات الغنية بالكروم عند حدود الحبوب ، وتشكل أخيرًا مرحلة هشّة صفائحية لتقليل قوة ودرجة الحرارة العالية للسبائك. بالمقارنة مع سبائك النيكل المقاومة للحرارة مثل السبائك 80A وسبائك 751 وسبائك 617 ، كانت كربيد الحدود الحبيبية متقطعة في السبائك LF8 بعد المعالجة الحرارية. يمكن للكربيد مع هذا التشكل أن يثبت حدود الحبوب بشكل فعال ، ويحسن قوة الترابط لحدود سبيكة السبائك ، ويزيد من مقاومة الانزلاق الحدودي للحبوب ، ويقلل من تكوين مصدر صدع حدود الحبوب ، ويحسن مقاومة حدود الحبوب للشد.

أظهر تحليل البيانات للتجارب الميكانيكية أن سبيكة LF8 تتمتع بقوة وصلابة أعلى من سبائك 80A ، وكان من المتوقع أن تكون المادة المخلوطة المفضلة لصمام العادم في محرك الاحتراق الداخلي عند درجة حرارة العمل تصل إلى 750 درجة مئوية.

ميزة تنافسية:

(1) أكثر من 50 عامًا من الخبرة في البحث والتطوير في السبائك ذات درجة الحرارة المرتفعة ، سبيكة مقاومة التآكل ، السبائك الدقيقة ، السبائك المقاومة للحرارة ، المعادن والمنتجات والمواد الثمينة النادرة.
(2) 6 مختبرات الدولة الرئيسية ومركز المعايرة.
(3) تقنيات براءات الاختراع.

(4) متوسط ​​حجم الحبوب 9 أو الدقيقة.

(5) عالية الأداء

مصطلح العمل