陈成奎 陈学罡 刘柯军 张炜

（中国第一汽车股份有限公司研发总院，长春 130013）

1 前言

排气歧管是发动机废气的排出通道，内部介质为高温废气,外部环境是大气，高负荷时内部温度迅速升高,而在低速或停车时内部温度又迅速降低，在这种高温与低温不断转换的循环热载荷冲击中，使排气歧管经常发生热疲劳失效，一般热疲劳与零件材料、最低与最高温度差和零件结构有关，对于排气歧管热疲劳失效原因分析，还要注意高温氧化对热疲劳的影响。

某发动机排气歧管材料为耐热铸铁RUTSi4Mo，该排气管在热循环台架试验进行到550 h后发现开裂，通过对开裂排气歧管的失效特征观察以及对开裂部位的检验分析，得出其开裂原因并分析其产生机理。

2 排气歧管的失效特征

a.发生开裂的排气歧管在发动机上安装位置见图1，试验停止后排气歧管无法正常拆卸，检查发现底部法兰螺栓孔与螺栓发生干涉，均为排气歧管底部两端的螺栓与底部螺栓孔的外侧边缘发生干涉（图2），如图箭头所示，排气歧管发生收缩变形。

图1 排气歧管在发动机上安装位置

图2 排气歧管螺栓孔与螺栓干涉

b.排气歧管开裂发生在中间内凹处见图1，裂纹沿排气歧管横向扩展，长度约45 mm。

c.排气歧管表面大部分呈暗灰色并且表面凹凸不平见图1，在排气歧管内凹处（开裂位置）表面还有许多条形褶皱，这些条形褶皱的方向与裂纹的扩展方向一致，即裂纹与条形褶皱近似平行见图3。……