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發電設備柴油機組噴油器頂杆運行5000h後,其工作麵發生麻坑剝落早期失效,造成生產事故。

噴油器頂杆材料為90MnCrV8(德國牌號)。通過觀察頂杆工作麵的掃描電鏡微觀形貌可以看見深淺不一、集中和分散的麻坑剝落。

噴油器頂杆金相組織為回火馬氏體+不均勻細小網狀碳化物,總體上明顯呈帶狀分布,其組織使材料晶界強度下降,脆性增加。這說明材料熱加工及熱處理工藝不當。經過觀察麻坑底部裂紋擴展情況,可以看出,噴油器頂杆在疲勞受力作用下,裂紋在麻坑底部形核後沿與表麵呈45°的方向發展,再沿與表麵平行的方向發展,隨後沿與表麵呈45°的方向向工件表麵擴展至表麵區域剝落。

防止和控製噴油器頂杆剝落失效的措施如下:

(1)嚴格控製材料冶金組織不均和碳化物晶界偏聚,防止和減少材料晶界區域因碳化物或雜質偏聚形成脆化薄弱化區,導至產生裂紋和剝落。

(2)改進熱處理工藝,采用中頻感應加熱機進行熱處理,消除碳化物網,以減少材料脆性,提高材料強韌性,防止微觀裂紋產生和擴展,杜絕零件表麵麻坑剝落早期失效。

經中頻感應加熱機熱處理後,噴油器頂杆表麵剝落缺陷不見了,而且使用壽命以及抗壓性能都得到了很大程度的提高,滿足了工作的需要。

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