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夭壽的排氣閥,  傘面上的疲勞裂紋. 材料:耐熱鋼, 氣閥鋼 valve steel: SUH 35, 1.4871, 21-4N, 21Cr-4Ni-N, Fatigue crack on the head of ex valve.

排氣閥送檢時已經剖半, 據說是為了檢驗裡外硬度平均否? 為了照相我把它再合併起來.

Above: Fatigue crack surface  darkened by high- temp oxidation.  Newly opened crack surface is bright and shiny (green arrows).

Below: fatigue cracks that got started from corrosion pits on the surface of head.

傘面與裂縫內為氧化生成物(主要為Fe3O4, 黑銹). Head surface and crack surfaces are covered with black iron oxide-----Fe3O4 mainly.

固溶處理溫度嚴重偏低 (採1040C; 鋼廠規範上下限1140~1180C), 大量的鉻留在合金碳化物(碳化鉻)顆粒裡 故基地內鉻不足, 使得基地高溫耐蝕性大打折扣 à易生蝕坑 (corrosion pits, 應力集中點) à微裂萌生 à裂口蔓延 à終致失效. Solution treatment temp was way too low, leaving too much chrome carbide in the matrix and too little Cr% in the matrix. This  deteriorated the high temp oxidation resistance of the matrix and thus  corrosion pits formed readily.  Microcrack initiated,  propagated and valve failed prematurely--- as a matter of course. 固溶越多碳化鉻到基地內, 基地Cr%越高, 高溫耐蝕性就越高. 鋼廠規範上下限1140~1180C, 廠商採用1040C, 是出於冶金知識不足----- 只知檢驗硬度. 不知此機件諸多性能中, 主角是高溫耐蝕性.

機件配合靠尺寸上的精度; 機件性能靠冶金上的精度. 還好在測試階段問題就浮現, 否則正式量產後可能要召回的. 我常說的: 產品一定要做"殘酷の測試(abuse test)", 故意把產品操死, 看其真正的能耐在哪裡-----是預期壽命的1倍, 2倍還是3倍? 設計者心裡總是要先有個譜.

Above: white, chrome carbide. Below: carbide tinted pink. 這些碳化物本應固溶入基地的.