导　　师： 屈盛官

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 气门是影响发动机可靠性、安全性和使用寿命的关键零部件之一,主要用于开启和关闭发动机工作过程中的进气道和排气道,控制燃料混合气或空气的进入以及废气的排出。气门的工作环境十分恶劣,不仅承受高温燃气的腐蚀,而且要承受气缸内爆发压力的冲击。气门材料的主要失效模式为磨损和断裂,而磨损将导致气门快速失效。因此,研究气门材料的摩擦磨损特性具有十分重要的应用价值。本文选取气门常用的23-8N、21-4N和4Cr9Si2三种耐热钢作为目标材料,系统地研究了这三种材料在不同温度下的力学性能、滑动磨损性能以及接触疲劳性能,主要研究内容如下:(1)研究了23-8N、21-4N和4Cr9Si2三种耐热钢材料分别在25、400以及650oC温度下的拉伸性能。通过对各温度下材料的拉伸数据进行统计分析,发现三种耐热钢都具有较好的室温力学性能,且23-8N和21-4N耐热钢具有较好的高温强度,而4Cr9Si2耐热钢的高温力学性能下降明显。此外,23-8N耐热钢的断裂形貌以类解理状为主,21-4N耐热钢的断裂形貌表现为韧窝和孔洞状,4Cr9Si2耐热钢的断裂形貌以疲劳条带状为主要形式。(2)研究了23-8N、21-4N两种耐热钢材料在25、400、500、600以及650oC下的滑动磨损性能以及4Cr9Si2耐热钢在25、200、300、400、500、600以及650oC的滑动磨损性能。试验结果表明:三种试样的摩擦系数都呈先减少后增大的趋势;室温下,23-8N耐热钢的磨损量最小,21-4N耐热钢的磨损量最大,磨损机理以磨粒磨损为主;高温下,4Cr9Si2的耐磨损性能较差,23-8N耐热钢的耐磨损性能最好,21-4N耐热钢的磨损量略高于23-8N耐热钢,磨损机理主要为氧化磨损、磨料磨损以及黏着磨损。(3)研究了23-8N、21-4N和4Cr9Si2三种耐热钢材料在油润滑状态下的接触疲劳性能。研究发现:23-8N耐热钢的接触疲劳性能最好,21-4N耐热钢略低于23-8N耐热钢的疲劳寿命

关 键 词： 耐热钢 力学性能 滑动磨损 滚动接触疲劳

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