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发电设备柴油机组喷油器顶杆运行5000h后,其工作面发生麻坑剥落早期失效,造成生产事故。

喷油器顶杆材料为90MnCrV8(德国牌号)。通过观察顶杆工作面的扫描电镜微观形貌可以看见深浅不一、集中和分散的麻坑剥落。

喷油器顶杆金相组织为回火马氏体+不均匀细小网状碳化物,总体上明显呈带状分布,其组织使材料晶界强度下降,脆性增加。这说明材料热加工及热处理工艺不当。经过观察麻坑底部裂纹扩展情况,可以看出,喷油器顶杆在疲劳受力作用下,裂纹在麻坑底部形核后沿与表面呈45°的方向发展,再沿与表面平行的方向发展,随后沿与表面呈45°的方向向工件表面扩展至表面区域剥落。

防止和控制喷油器顶杆剥落失效的措施如下:

(1)严格控制材料冶金组织不均和碳化物晶界偏聚,防止和减少材料晶界区域因碳化物或杂质偏聚形成脆化薄弱化区,导至产生裂纹和剥落。

(2)改进热处理工艺,采用中频感应加热机进行热处理,消除碳化物网,以减少材料脆性,提高材料强韧性,防止微观裂纹产生和扩展,杜绝零件表面麻坑剥落早期失效。

经中频感应加热机热处理后,喷油器顶杆表面剥落缺陷不见了,而且使用寿命以及抗压性能都得到了很大程度的提高,满足了工作的需要。