张薇 刘柯军 胥洲 李庆伟

（中国第一汽车股份有限公司材料与轻量化研究院，长春130011）

1 前言

气门是发动机配气系统的关键部件之一，承担着控制发动机气体交换及密封燃烧室的功用，工作环境苛刻，不仅承受高速频繁的冲击，交变的拉压和热应力的作用，还承受高温腐蚀和高速燃气的冲刷作用，加之冷却条件不良，导致积存在气门的热量难于传导出去，致使气门工作温度升高[1]。由于气门担负的特殊功用和恶劣的工作条件，导致其在运行期间经常出现不同形式的损坏，直接影响发动机的动力性能、经济性能、可靠性及耐久性。气门的失效模式和原因多种多样，涉及气门设计选材、制造、装配和使用等众多方面，因此对气门的失效诊断和改进非常重要。

2 失效案例分析

2.1 烧蚀

某汽油机在全速全负荷试验中，性能下降，拆机检查发现某缸内一支排气门状态异常，宏观看该排气门盘锥面磨损带变宽，磨损量增大，并且盘部周圈产生台阶，见图1。

该批次排气门盘锥面处经堆焊处理，正常堆焊层的形状见图2，而失效气门盘锥面堆焊层的形状明显与正常气门的不同，通过显微镜放大，可以从盘部残留的堆焊层判断盘部部分堆焊合金已脱落，从而与未脱落的堆焊合金分界，在盘部周圈形成台阶，见图3。

图1 失效排气门盘部形貌

图2 排气门堆焊层

图3 排气门堆焊层脱落

在低倍显微镜下观察，失效排气门的盘锥面有许多凹坑（图4），另外盘表面（图5）和盘底面（图6）均有被高温气体冲刷的痕迹，表层物质融化流动，甚至耐高温的堆焊层也因冲蚀而脱落；……