Цель работы: провести сопоставление сталей, использованных для изготовления впускного и выпускного клапанов дизельного двигателя.
Экспертиза проводилась на кафедре «Материаловедение, порошковая металлургия, наноматериалы» Самарского государственного технического университета.
Использовались следующие оборудования: стационарный твердометр для измерения твердости по методу Роквелла «ТР5006М», оптический металлографический микроскоп фирмы «Leitz» (рис. 1).
Рис. 1. Оптический металлографический микроскоп фирмы «Leitz»
Объекты исследования: впускной клапан двигателя КАМАЗа, выпускной клапан двигателя КАМАЗа.
Анализ заявленных марок стали
К клапанам механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания предъявляются повышенные требования. Особое внимание уделяют разработке клапанных сталей и сплавов, которые функционируют при .
По данным производителя, выпускной клапан дизельного двигателя изготавливают из стали 5Х20Н4А19М аустенистого класса.
Серьёзной проблемой выпускных клапанов является перегрев, приводящий к выходу из строя двигателя (рис. 2).
Рис. 2. Перегрев клапанов
Для изготовления выпускного клапана следует использовать особую Cr-Ni-Mo-легированную сталь. Никель значительно повышает устойчивость выпускного клапана к механическому разрушению, особенно при повышенных температурах.
Согласно данных производителя, впускной клапан дизельного двигателя КАМАЗ изготавливают из стали 40Х10СМ2 мартенситного класса.
Исследование микроструктуры
Производитель заявляет, что для впускного клапана используется марка 40Х10СМ2 мартенситного класса. Результаты, проведённые нами после шлифования, полирования, травления подтверждают структуру мартенсита (рис. 3).
Рис. 3. Структура мартенсита на впускном клапане
Производитель заявляет, что для выпускного клапана используется марка 5Х20Н4А19М аустенистого класса. Результаты, проведённые нами после шлифования, полирования, травления подтверждают структуру аустенита (рис. 4).
Рис. 4. Структура аустенита на выпускном клапане
Измерение твердости по методу Роквелла
Установлено, что впускной клапан имеет следующие значения твердости: HRCср=56 (55;56;57;56,5;55) (рис.5), выпускной клапан имеет следующие значения твердости: HRCср=58 (57,5;58;57;58;58) , что полностью соответствует условиям работы заявленных марок стали.
Рис. 5. Измерение твердости на «ТР5006М»
Таким образом, в работе проведена экспертиза впускного и выпускного клапанов дизельного двигателя КАМАЗа. Сделано заключение о соответствии заявленных марок стали по структуре и твердости.
