一、 巨集觀觀察
對來樣進行巨集觀觀察:
1. 殘件盤部掉塊,掉落部分已丟失。斷口呈疲勞斷裂特徵;裂紋源處於盤部中心,斷口邊緣靠錐面處材料已經燒蝕。如圖1、2所示。
2. 殘件錐面與座圈的接觸痕跡位置深淺不一致,如圖3所示。
3. 殘件杆部有異常磨損痕跡,如圖4所示。
二、 巨集觀分析
根據巨集觀觀察結果,分析如下:
1. 杆部異常磨痕與錐面位置深淺不一的磨痕說明氣門安裝不正。
2. 氣門斷口上的燒蝕區說明錐面密封不嚴,有高溫燃氣漏出。
3. 斷口燒蝕區錐面變形,導致盤中部(裂紋源處)應力集中,此處又為氣門的理論第一高溫點,導致在此處形成裂紋源。
綜合分析斷裂過程:氣門裝偏-密封不嚴、工作漏氣-氣門燒蝕、變形-盤中部應力集中-形成裂紋源-斷裂失效。
三、 微觀檢查
1. 化學成份檢測
殘件失效位置氣門材料為21-4n(按qc/t469-2002),使用直讀光譜儀spec-9對失效位置材料進行化學成份測定:
檢測結果顯示,失效位置的材料化學成份符合要求。
2. 物理效能檢查
殘件錐面硬度35.5hrc,標準要求28-40hrc,硬度符合要求。
擷取燒蝕部位與常部位的金相**,如圖5、圖6所示。
四、 微觀分析
通過以上微觀檢查,分析如下:
1. 氣門的材料成份符合要求、熱處理制度符合要求。
2. 燒蝕部位的金相證明殘件錐面遭受異常高溫。
五、 結論
通過以上的巨集觀與微觀分析,得出如下結論:
氣門斷裂是由於氣門安裝所致,氣門裝偏後,致使氣門密封不嚴,產生漏氣,高溫燃氣沖刷氣門錐面,錐面燒蝕、材料軟化變形,致使盤中部應力集中,形成裂紋源,最終疲勞斷裂。