柴油机用304L不锈钢高压油管内挤压研究.doc

,,20071前言柴油机广泛用作各种大型机械、战车及船舰的动力源。随着民用和军用装备的不断更新和快速发展,要求柴油机功率更高,性能更加完善,排放要求更加苛刻。柴油机上高压油管组件是燃油系统的重要部件。柴油机工作时高压油管要承受高达100~200MPa的脉动油压[1],在此脉冲循环压力持续作用下,油管出现开裂、漏油等故障。油管承受的应力状态是多变而复杂的,因为其应力的大小和方向不仅随柴油机工作状况的变化而变化,也与油管组件的形状有关,因此,柴油机高压油管是承受着疲劳载荷,要求油管有很好的抗疲劳性能。除考虑材质外,加工工艺要尽量使管内表面光滑、没有微裂纹及其它组织缺陷。凡是有裂纹和缺陷的地方,都有应力集中和应力场不均匀,在疲劳载荷作用下,微裂纹会慢慢扩展导至疲劳破坏。但实际用做柴油机高压油管的不锈钢管材内表面并非绝对的光滑,而且不同程度地存在着微裂纹。本实验对某型号柴油机用高压油管,采用内挤压法对内表面进行改性处理,以改善表层质量,提高管子的力学性能,实验结果表明,这一工艺措施达到了预期的效果,对制备高质量的柴油机高压油管有参考价值。2实验实验用料为某型号柴油机用高压油管,×。管材是经多道次轧制-拉拔而成,其化学成分如表1所示。改性处理的内挤压工艺为:将管材一端密封,另一端连接在某型号内挤压设备上,以780MPa油压进行内挤压,保压125s,快速卸压,完成内挤压处理。在挤压处理后的油管与未挤压的油管上各截取长180mm试样进行室温拉伸性能测试。并分别截取20mm管材,以横断面为观察面,磨制和机械抛光制成金相试样,用HCl∶HNO3∶甘油∶H2O2=2∶1∶2∶1酸液腐蚀[1]。采用NEOPHOT-2光学显微镜观察微观组织。采用401MVD显微硬度计,由内表面沿径向向外表面测试显微硬度。采用JSM6460收稿日期:2007-09-30作者简介:林桥,男,1972年生,工程师,西北有色金属研究院钛合金研究所,陕西西安710016,电话:029-********,柴油机用304L不锈钢高压油管内挤压研究林桥,杨英丽,赵恒章,苏航标,殷京瓯,吴金平,郭荻子(西北有色金属研究院钛合金所,陕西西安710016摘要:针对某型号柴油机用304L不锈钢高压油管出现开裂漏油的问题,采用内挤压法对管内表面经780MPa油压、保压125s的内挤压处理后,使其0￣50μm非致密层发生强烈塑性形变,晶格严重畸变导致很强的加工硬化效应,使内表层维氏硬度比内层高得多,改善了管材内表层的抗疲劳性能,显著提高了管材抗高压脉动油产生的疲劳载荷的能力,大幅延长了高压油管的使用寿命。关键词:高压油管;304L不锈钢;内挤压;力学性能中图法分类号:TD983文献标识码:A文章编号:1008-5939(200712-038-positionof304Lstainlesssteeltube元素CSiMnPSCrNbFe含量,w/%。(1a和进行挤压处理后(图1b的304L不锈钢油管横断面的金相照片。由图1a可以看出,冷加工后的高压油