Так клапана подвисли уже после 4-х или 5-ти часов работы - это что, много?
Или мало?
На всякий случай, ликбез для настоящих механикусов
.
Одной из основных характеристик стали является
предел временной или кратковременной прочности - это максимальное разрушающее деталь напряжение при кратковременном воздействии . При этом твердость стали пропорциональна пределу прочности.
Твердость (HRC)/временная прочность (МПа) нормального не пластилинового клапана (к примеру, из стали 40Х10С2М) по температуре
:
200С - 55/1780
300С - 54/1780
400С - 57/1750
500С - 54/1700
600С - 40/1400
700С - 25/850
Но для ДВС важна не кратковременная, а усталостная прочность - под действием циклической нагрузки. Ее характеризует
предел выносливости - наибольшее напряжение, которое выдержит деталь без разрушения при заданном числе циклов нагрузки . За счет всяко-разных факторов предел выносливости приблизительно в 2-3 раза меньше предела кратковременной прочности. Есть еще пределы пропорциональности и текучести, но это нам пока не нужно.
Жаростойкая и жаропрочная сталь, как видно, отлично работает до 600С. И тарелка впускного клапана разогревается как раз до тех же самых 600С. Надо больше? Увеличиваем содержание хрома и добавляем никель - например, сталь типа 45Х14Н14В2М для работы до 700С. И т.д. До жаропрочных никелевых сплавов типа ХН70 у выпускных клапанов (это которые не магнитятся
). Кстати, на впуске выпускные нормально работают - вообще нет никакого износа, мы проверяли
.
Любая сталь или сплав обладает еще и ползучестью под действием нагрузки
. Это означает, что нагрузка не может быть больше, чем полученная из условия допустимого удлинения за заданное время. Т.е.
предел ползучести - это напряжение, которое вызывает заданную деформацию детали в % при заданной температуре в течение времени действия нагрузки.
Чаще используется
предел длительной прочности - наибольшее напряжение, вызывающее разрушение детали при заданной температуре в течение времени действия нагрузки.
Например, предел длительной прочности при удлинении на 1% для стали 40Х10С2М при 600С будет выглядеть приблизительно так
:
10 часов работы - 290 МПа
100 часов работы - 224 МПа
1000 часов работы - 170 МПа
10000 часов работы - 126 МПа
100000 часов работы - 88 МПа
что существенно, во много раз, меньше предела временной прочности и даже предела выносливости
.
Так вот, остается только подобрать сталюжку, которая бы имела предел длительной прочности или предел ползучести как раз для 2500 часов работы - и задача поломки моторчика на 101-й тыще будет решена
. Но если чутка промахнуться, то можно вполне уехать на 10 или даже на пару часов работы
.