MF811马氏体气阀钢的研制

目前,我国内燃机用进气阀和排气阀材料没有形成系列,尤其是中高功率柴油机排气阀用材,缺少比较经济、工艺性又好的气阀钢,采用4CrgSi2和4Cr10Si 2Mo钢,气阀寿命低;改用5Cr21Mn9Ni4N(简称21-4N)钢,由于是奥氏体钢,导致气阀的结构和制阀工艺复杂,成本很高,一些结构采用4Cr10Si2Mo钢+阀锥面堆焊钴基合金的气阀,成本同样很高。为了解决这一级别材料的需求,我们共同研制了一种新型的马氏体气阀钢MF811,几年来,在许多兄弟单位的大力支持和共同努力下,完成了大量的工艺性试验和使用试验。MF811钢的性能介于4Cr10Si2Mo钢和21-4N钢之间,它的研制成功,使得原用4Cr10Si2Mo+阀锥面堆焊钴基合金的堆焊阀以及一些原用21-4N钢+马氏体钢的双体阀可以改用MF811钢整体阀,不仅使气阀的结构和生产工艺简化,而且大幅度地降低成本,因此,它为用户带来了明显的经济效益。     

5Cr21Mn9Ni4N气阀钢技术条件

5Cr21Mn9Ni4N（简称21─4N）钢,是一种被国内、外所广泛采用的内燃机排气阀钢,此钢种对提高排气门寿命效果显著。国内重庆特殊钢厂、上钢五厂、大冶钢厂、长城钢厂等单位已可大批量生产。农机系统各气门制造厂也开始试制或批量生产21─4N排气门。为使大家及时了解21─4N钢的性能及方便订货,特转登1980年4月“5Cr21Mn9Ni4N气阀钢鉴定转产会”通过的“5Cr21Mn9Ni4N气阀钢技术条件”（报批稿）供参考。待批准后,应以正式公布的技术条件为准。）     

国产4Cr9Si2 4Cr10Si2Mo气阀钢的性能及状况

以硅和铬作为主要合金元素的马氏体气阀钢约在1930年开始使用,其牌号为8.5Cr—3si（Silchromel）钢,到1941年英国正式列入标准为En52。之后,法国年用含Mo的Si—Cr钢制作内燃机气阀即10Cr—2Si—1Mo钢这类钢至今各国仍在使用,美国的HNV3,HNV1;英国的401S45; 日本的SUH1, SUH3,德国的X45CrSi9,X40CrSiM82）苏联4X9C2,4X10C2M等都是相类似钢种。我国长期沿用苏联ΓOCT标准,使用4Cr9Si2和4Cr10Si2Mo钢广泛用于中、小型内燃机（尤其农机动力）的排气阀。本文就国产4Cr9Si2、 4Cr10Si2Mo钢的性能作了些试验、供有关参考:     

碳氮含量对21—12N钢性能的影响

一、前言 21—12N钢用作柴油机气伐钢已经得到广泛应用,并且已经列入美国SAE标准,英国BS标准,日本JIS标准,国际标准（ISO）以及其它协会和公司的标准,在各个标准中,化学成分范围和性能的规定有一些差异[1]。近年来,随着我国对外开放,经济发展迅速,国外一些性能先进的柴油机不断引进,对21—12N钢及其气代成品的需要已经相当大,因此,对21—12N钢进行性能研究的要求也变得迫切。在工作中,我们了解到有的发动机厂要求21—12N钢室温σb≥814N/mm~2,σ_s≥412N/mm~2,这种性能指标是比较高的,现行的各国标准不能保证这个指标能达到。因此,为了摸清规律指导使用和生产,我们开展了碳氮含量对钢性能影响的研究。     

“21—4N”排气阀喷焊工艺简介

内燃机排气阀自采用“21—4N”新钢种后,在耐高温、耐磨损和抗腐蚀等性能上取得了显著提高,基本上满足了使用要求。因“21—4N”是一种单相奥氏体组织钢,在一般条件下不可能产生相变,因而不能淬硬。而气阀在工作中杆部小端面不断遭受摇臂的高频冲击,必须具有一定的强度和硬度。为使小端面硬度值大于HRC50,我们采用氧—乙炔焰金属粉末喷焊工艺,圆满地     

6100发动机排气门的失效分析

本文通过对东风140载重汽车6100发动机排气门的失效分析得出:由于结构、材料、工艺和使用条件等各种因素的综合影响,引起排气门产生折断、烧蚀、麻坑、磨损等多种形式的破坏。通过大量试验和生产上的长期考验,证明采用半固溶处理21—4N钢、稳定材料质量、杜绝冷热加工缺陷、气门锥面焊耐热合金和阀杆镀铬等措施,可防止排气门的早期失效并显著提高排气门的使用寿命。     

《内燃机配件》1985年总目录

题目 期 页·气门·提高21—4 N材料R不加工气门热锻模寿命问题 二.22SCr21MngNi4N(21—4N)气阀钢奥氏体晶粒度对性能的影l向2.7阀门钢的显微组织与机械性能的关系3.8微机在气门电锹中的应用 4.12气门真空感应堆焊 4.34·活塞·珠光体可锻铸铁在汽车活塞上的应用1.23铝合金活塞淬火变形之初探讨1.42内燃机活塞、活塞环材料的发展1.44解放活塞铸造裂纹分析及其消除措施2.15消除铝活塞气孔缺陷的小经验2.26用散播微粒强化活塞铝合金2.40铝合金铸造余热淬火的研究和应用3.l在活塞中镶耐磨环座方法S.55高速数控活塞仿形加t车床3.69锅活塞单…     

RS914合金排气阀的新材料

<正> 日本大同钢铁有限公司和富士阀门公司联合研究了一种新的铁基奥氏体合金RS914,可作强载柴油机排气阀。同镍基合金Inconel 751相比其价格较低。合金成份:Ni—40.0％,Cr—19.0％,Ti—2.75％,Al—0.65％,Fe—余量。加入元素Ti和Al在于提高合金的韧性。γ精敷镀后,RS914的硬度提高,因此阀盘密封面可不另加涂层。阀杆用马氏耐热钢SUH制成,其成份是:C—0.4％,Si—2.2％,Cr—11％,Mo—1％,Fe—余量。阀盘和阀杆摩擦焊接,然后进行热加工和机加工,最后阀杆再硬化处理。在温度高达800℃时合金RS914的硬度仍很高,所以耐久     

气门摩擦焊接的强度分析

目前,国内外发动机排气门（见图1）。广泛使用双金属摩擦焊接结构。国内普遍采用的材质:气门头部为SCr21Mn9Ni4N（21-4N）奥氏体钢,杆部为马氏体钢（如4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo等）这种双金属焊接气门可充分发挥两种钢材的 优点,满足发动机全部工况的要求。 双金属摩擦焊接气门的关键是焊接处是 否牢固。即气门在工作中承受拉应力和疲劳应力时,确保不在接头处断裂。 一、摩擦焊接工艺特点 摩擦焊接工艺过程简单示意如图2。当运动件相对固定件高速旋转时,在接触面形成高速摩擦变形层,它将机械功转变成热能。     

排气门新材料—RS914铁基耐热合金

为了适应增压、高速、大马力柴油机的性能要求,排气门在800℃高温下工作时,要有足够的高温强度,硬度,抗氧化与抗硫化物腐蚀的性能。用21—4N合金或21—2N合金作排气门,就需要在阀面上堆焊钴基的钨铬钴合金（STELLITE6或STELLITEF）来改善抗腐蚀性。 1978年前后,钴的价格暴涨,并且不能正常供应。汽车制造商以镍基合金INCONEL     

简化工艺,提高产品质量

在电弧炉生产21-4N(5Cr21Mn9Ni4N)的过程中,由于高合金钢成品硅的要求,使得钢液与碳的结合能力较强,容易形成较稳定的碳化物。以往的工艺要求用电石、钙粉和木炭粉作为扩散脱氧材料。这种工艺的缺点:①成本增高;②操作困难(在加入木炭粉时,火焰喷出较远容     

21-4N钢制排气阀对焊焊缝质量检验标准的探讨

前言 随着内燃机向高速、重载、小体积方面发展,对排气阀的高温和耐蚀性及持久性提出了更高的要求,国外先进的国家如美、日、苏、法、德和国际标准均推荐和广泛应用奥氏体耐热钢、相当我国钢号的5 Cr21Mn9Ni4N钢(简称21—4N)与马氏体钢(国内多数生产厂家用4 Crg9Si2或4Cr10Si2Mo钢)对焊作排气阀,近几年来我国内燃机的排气阀也越来越多的应用此材料和工艺,并在工艺、性能上作了大量的研究: 但对于焊缝质量的检查及要求均无见到详细规定。现查到的日本富士气阀公司有关资料,其中仅规定:(1)焊接面积≥80％;( 2)剪切力要求: φ8mm在1680公斤力以上( 33.42kgf/mm~2—作者注,下同);φ10mm的在2400公斤力以上(30.56kgf/mm~2);φ12mm的在2800公斤力以上(24.76Kgf/mm~2)国内却没有统一规定的标准,只是在行业生产中推荐用φ9.5mm的试样,抗拉断力大于5000公斤力(σ_b>70.54kgf/mm~2);对焊缝进行超声波探伤,用φ14或φ20mm的直探头,在2.5兆赫的超声波强度下的纵波反射法;用排气阀材料及制造工艺仿造人造缺陷槽深分别为1mm、0.5mm、0.25mm,槽宽均为1mm,调节反射波高为50mm;深为0.5mm和0.25mm的调节波高为30mm作为工件检测时的参照     

21—4N排气阀高温腐蚀与防护的研究

针对21—4N排气阀在国内汽车工业中应用的所谓“麻坑”问题,用扫描电镜与能谱分析等方法对排气阀的损坏原因作了详细的解剖分析,并相应研究了能够有效延长气阀寿命的保护涂层。     

关于21—4N排气门车、磨削工艺的探讨

5Cr21Ni4Mn9N(以下简称21—4N)是七十年代初期国内开始引进并试制的奥氏体不锈钢,它具有优异的抗氧化铅腐蚀与高的热强性能,但在国内还无较成熟的机械加工工艺。因此,我们在21—4N排气门的机械加工方面,特别是在车、磨削工艺中进行了有关切削用量、刀具材料,刀具几何形状、磨料、磨削液等方面的工艺试验工作,初步解决了21—4N排气门大批量生产的机械加工问题。     

EAF-LF-VD流程低氮氧含量控制工艺探讨与实践

介绍了EAF-LF-VD设备概况及冶金工艺流程,对要求低氮氧含量的SCM440钢种的冶炼工艺和实际生产情况进行了阐述和分析,冶炼终点钢水(N)+(O)≤60×106。     

21—4N气门稀土离子软氮化工艺

0前言 随着内燃机功率和转速的提高,对气门在导管内的耐磨性,抗咬合性和抗擦伤性提出了更高的要求。国内外早已采用氮化工艺来满足这一要求。离子氮化和离子软氮化工艺应用于21—4N气门已有较多的报导。但上述工艺要达到21—4N气门要求的氮化硬度和深度,较为困难,而且氮化时间也相当长,如何缩短氮化时间、提高生产率和提高经济效益,这是一个新的课题。 我厂在上海工业大学协助下,采用稀土离子多元共渗工艺,利用稀土在氮化中的催渗作用提高渗速,改善渗层的组织和性能。本文就稀土离子多元共渗软氮化工艺,和一般离子软氮化工艺的试验对比情况,以及稀土离子软氮化的参数选择,提出一些意见。1试验材料及方法1.1试验材料 近年来21—4N奥氏体钢的应用越来越多,而这种材料含有较多扩大γ相区的Mn、Ni、N等元素,含Cr量高,表面最外层是以氧化铬为主体的钝化膜,在氮化过程中阻碍氮的渗入,造成氮化困难。因而我们以21—4N为试验材料。     

21-4N气门小端喷焊层的加工与着色探伤

因21-4N奥氏体气门钢不能淬火,所以要对气门杆端强化,大部分气门生产厂采用喷焊Ni-Cr-B-Si耐磨合金。现将我厂气门端面喷焊层的机械加工工艺、机械加工出现的缺陷和喷焊层着色探伤问题作一介绍。 一、机械加工 为了使喷焊层与基材产生牢固的冶金结合,光洁度不宜过高,一般为4～5。杆端面对杆的摆差<0.05毫米。喷焊层厚度0.6～1毫米,喷焊的杆端形状如图1,气门     

合金元素对奥氏体耐热钢晶界反应的影响

一 绪言 奥氏体耐热钢为了固溶强化和析出强化,目前广泛采用添加C和N的方法,特别是现在通用的21—4N之类的排气阀钢,都是添加大量C和N的。但是,一般认为,含N量高时容易发生晶界反应型析出。作者们现在正在研究晶界反应对机械性能的影响[1],晶界反应量（面积率）大约超过10％时机械性能可能恶化。     

气门杆部镀铬

随着发动机高负荷、高性能的发展,对气门材质提出了更高的要求。为了强化气门的使用性能,有些发动机的进气门改用:耐热不锈钢（4Cr9Si2或4Cr10Si2Mo）。而排气门选用奥氏体不锈钢（5Cr21MngNi4N）简称21—4N钢。气门材质的变更,使杆部“强化”的问题随之而来。 强化处理有各种不同的途径,而杆部镀铬是一种很好的强化处理方式。4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、21—4N等均属不锈钢,不锈钢表面有一层钝化膜,这主要是不锈钢中有含量较高的Cr元素和Ni元素的结果。由于钝化膜的保护作用,使得不锈钢表面镀铬产生一定的困难。国内外有关不锈钢镀铬的资料介绍,富铬、镍不锈钢不能直接镀铬,需作适当处理。     

汽轮机高压整体转子锻件的重新热处理

1983年3月至5月,我们和日本制钢所、室兰制作所一起在室兰制作所对两根存在材料晶粒粗大问题的20万千瓦汽轮机高压整体转子锻件进行了重新热处理。重新热处理前锻件已达半精加工尺寸,单边最小尺寸仅余1.3毫米,这对重新热处理的具体实施造成了困难,本文就这两根汽轮机高压整体转子锻件重新热处理实施的工艺方案和结果