合金激冷鑄鐵氣門挺柱由鈦Ti、硼B、碳C、硅Si、錳M、鉻Cr、鐵Fe合金元素組成,其合金元素成分重量百分配比為:鈦Ti 0.001~0.5%、硼B 0.0002~0.05%、碳 C 1~5%、硅Si 1~2.8%、錳Mn 0.1~0.85%、鉻Cr 0.1~0.9%、其余為鐵Fe和不可避免的雜質。
在生產的激冷鑄鐵氣門挺柱,加入適量的鈦、硼、錳、硅、鉻、碳,挺柱在鑄態情況下,硬度可達到 HRC48-56度。通過熱處理淬火,硬度可達到HRC58-65度。基本能滿足目前各類車船發動機使用的需要。
大部分挺桿開裂是通過出油孔的,表明此處流動性強,冷卻十分激烈,而工作面底部的厚度比壁厚的多,故內外熱應力大。挺桿氧化后的清洗水溫為40~80℃,采用的氮碳共滲工裝見圖6,挺桿是口向下緊密排列在一起,考慮到高合金鋼的導熱性差。
從氧化爐提出后的挺桿表面溫度約為350℃,在停留一段時間后進行清洗,由于筐邊緣的挺桿散熱快,而筐心部(中間)部分的挺桿仍會有較高的溫度。
故在清洗時溫差較大而產生大的熱應力而開裂。通過對端面起皮的挺桿進行檢測,發現其起皮(剝落)的厚度為氮碳共滲層的深度,表明是氮化層與挺桿基體分離了,這發生在中間的氣門挺桿上,仍為冷卻過早造成。