一種汽車發動機氣閥用節鎳型高溫合金的固溶時效工藝

(1. 瀘州職業技術學院 機械工程學院， 四川 瀘州 646000； 2. 重慶材料研究院有限公司， 重慶 400707； 3. 國家儀表功能材料工程技術研究中心， 重慶 400707； 4. 四川警察學院 刑事技術系， 四川 瀘州 646000)

內燃機包括柴油機和汽油機，是機車和汽車的心臟，而小小的氣閥則是內燃機的核心部件和易損部件，運行在溫度高、腐蝕強、氣流快、磨損大的復雜環境中，其性能的可靠性直接關系到內燃機使用安全性[1-3]。隨著內燃機工業的發展，氣閥材料也從最初的馬氏體鉻硅耐熱鋼逐漸過渡到奧氏體鎳耐熱鋼和鎳基高溫合金。其中，鎳基奧氏體高溫合金通過Ni、Al、Ti等金屬間化合物的沉淀析出，有著比鐵基奧氏體合金更好的高溫疲勞強度和高溫力學性能，成為高負荷型內燃機排氣門的首選材料[2,4]。

其典型代表為Nimonic 90、Nimonic 80A等鎳基奧氏體高溫合金。盡管它們有著顯著的性能優勢，但其金屬鎳含量高達80%以上，價格居高不下[5-6]。氣閥作為一種市場產品，其原材料成本也是必須要考慮的重要因素，在保證使用性能的情況下，盡可能降低原材料成本，這在氣閥的整個應用領域尤其是民用領域都是非常重要的發展趨勢[1,7-9]?；诖?，節鎳型氣閥高溫合金隨之發展并得到廣泛研究和應用，如Inconel 751、Pyroment 31等[4]。為進一步降低金屬鎳的含量，NCF 5015D、NCF 3015、NCF 440等材料牌號被相繼開發，與之相對應的熱處理制度也不斷被探索[10-13]。本研究以含鎳量僅為30%左右的汽車發動機用節鎳型高溫合金為研究對象，通過研究固溶、時效熱處理溫度和時間對其力學性能的影響，以期對未來節鎳型高溫合金的固溶時效熱處理制度提供理論依據，促進該類合金在內燃機工業中的應用?！?br>