肖学林陶子祥：某发动机气门颈部断裂分析
某发动机气门颈部断裂分析
Analysis of Engine Valve Neck Crack
肖学林陶子祥
(济南沃德汽车零部件有限公司）
[摘要]通过对气门断口的外观形貌及金相观察，分析该气门断裂原因。[关键词]断口
多源疲劳金相微裂纹
1前言
某公司发动机进行800小时可靠性试验过程中，运行到700小时出现故障，拆机发现第三缸一支排气门断裂，活寒撞碎，气门断裂位置在盘部脖颈处（即气门第二热点处），同缸的其他气门弯曲，故障发
生前无其他征兆。 2断口形貌
2.1该断裂气门杆部及杆端面未见偏磨及异常受力痕迹，断口正面及侧面形貌如下：
图1正面
2.2断口形貌性质：
图2侧面
从该气门宏观断口形貌看，为低周疲劳断口【1].断口出现多条裂纹源（如图1箭头所示），侧面亦有微裂纹存在（图2所示)。
化学成份 3
该气门为双金属对焊结构形式，用直读光谱仪对断口位置所在的气门盘部进行化学成份检测，结果如下表：
C% 0.51
Si% 0.27
万方数据
Mn% 9.58
Cr
0.0180.003
20.73
3.76
0.45
0.92
2.20
37
该气门盘部材料为5Cr21Mn9Ni4Nb2WN奥氏体耐热钢2]。
硬度 4
对该气门盘部及杆部基体分别检测洛氏硬度围，结果如下表：
实测值(HRC)
盘部基体杆部基体
5
金相
34.33.5 35.36
图纸要求 30min 3040
5.1沿该断裂气门断口纵向剖开，断口金相如图3 图4所示：
图3400) 图4400X
断口附近表层氧化且出现多条微裂纹（如“圈