气门-气门座摩擦副是发动机的主要摩擦副之一,其工作于高温、交变载荷冲击及复杂燃烧气氛冲刷腐蚀等恶劣环境中,易产生磨损.目前的生产实际主要通过在气门锥面制备具有优异性能的合金层来提高气门磨损性能.其中,Stellite合金因其优异的机械性能在气门的抗高温磨损设计中得到了广泛应用。
Stellite合金是一系列的高温合金,通常以钴为基体并含有大量的铬、适量的钨以及少量的碳等元素.合金中的钴基固溶体具有不稳定面心立方结构(fcc)及相对较低的层错能,富含铬等元素的碳化物弥散分布起强化作用,以及大原子尺寸的钨等作为溶质原子阻碍晶粒位错等,使其具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨性能.目前关于Stellite合金的研究主要集中于合金组织及低温磨损性能方面.揭晓华等和Hu等分别对4Cr9Si2及Ni76Cr19AlTi气门锥面上等离子喷涂StelliteF及Stellite6合金层进行了研究,发现合金组织中生成了稳定的合金固溶体和大量弥散分布的共晶碳化物,合金层具有较高的硬度及热稳定性.Persson等研究了室温至250℃条件下温度对Norem02和Stellite21熔覆层的摩擦磨损性能影响,发现Stellite21合金熔覆层在该温度段具有较小的摩擦系数及较稳定的磨损性能。
Stellite合金在作为防护层添加到气门锥面时,高温磨损性能显得尤为重要,但目前关于高温条件下Stellite合金层摩擦磨损性能的研究却鲜有报道。
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