运达阀门分析污水排气阀断裂原因

 当内燃机气缸内废气排完后，在气门弹簧恢复力、阀头惯性力以及废气的反冲力联合作用下排气阀进行关闭，且其关闭速度   ，并伴有严重冲击。
这样在阀头与锁颈肩之间阀杆上就会相应产生很大的高频冲击拉伸应力。由于锁槽处尺寸较小，所以高频冲击应力往往会在此颈缩处发生   的能量集中，即所谓的能量尺寸效应，从而在气阀锁槽表面形成的冲击应力集中。
通过上述失效分析，可以得知这批排气阀杆体表面存在粗晶粒层，这使得阀杆表面强度较差，容易产生裂纹。粗晶粒层对应力集中的锁槽部位危害   大，极易产生表面裂纹。同时阀杆心部又有较多的含碳夹杂物分散，它们作为内部裂纹源或裂纹易扩展的通道，加速气阀的失效，导致该批次排气阀短时运行即发生早期断裂。

通常采用5Cr21Mn9Ni4N(21-4N)奥氏体沉淀硬化气阀钢制作排气阀，要经过轧制、锻造和固溶处理等几个加工环节。失效排气阀杆体表层出现粗晶层，可能与其轧制温度过高有关。而由于失效排气阀运行时间尚短，其内部大量的含碳夹杂物不会是在柴油机排气较高温度的作用下发生过时效的结果，而应该与它的固溶处理不当有关。因此采取适当的热加工工艺，如胎模锻造工艺来制作排气阀，可以提高其合格率。
排气阀杆锁槽早期断裂主要是由于阀杆组织存在表面粗晶层，在高频冲击应力作用下，阀杆的锁槽处形成严重的能量集中和表面应力集中，在锁槽圆周产生多个裂纹源。同时，阀杆内部大量分散的夹杂物又形成内部应力集中源，加速排气阀杆的断裂，导致阀杆早期断裂。建议采用合适的热加工工艺，避免产生裂纹，以提高排气阀杆的合格率。