驱动轴断裂失效分析
【图文】：
《热加工工艺》2017年11月第46卷第21期驱动轴是汽车传动系中动力传递的重要部件之一，其作用包括：使整车在各工况下都能平稳地传递扭矩，能满足整车各工况下对万向节角度和滑移能力的要求。为了达到上述作用，要求驱动轴应具有足够的强度、刚度和耐久度。某农用机械驱动轴在安装过程中发生断裂，该驱动轴材料为40Cr钢，经锻造成形，调质处理，然后再经精加工制成。驱动轴断裂位置位于轴与轮盘的连接处，如图1中箭头所示。该驱动轴原材料经检查金相组织正常。为了查明断裂原因，防止此类事故再次发生，本文对断口取样进行理化检验及分析。1理化检验与分析1.1化学成分从断裂驱动轴取下一段，制成符合成分分析的标准样品，用X射线荧光光谱仪和高频红外碳硫分析仪进行成分分析，结果见表1。分析表明，该轴的化学成分C、Si、Mn、P、S、Cr元素均符合标准JB/T6396-2006《大型合金钢锻件技术条件》对40Cr钢的驱动轴断裂失效分析陈立宗1,徐娜1,丁宁1,时军波1,刘珑1,郭卫民1,胡志文2(1.山东省科学院山东省分析测试中心，山东省材料失效分析与安全评估工程技术研究中心，山东济南250014；2.香港城市大学物理及材料科学系，香港999077)摘要：采用化学成分分析、断口形貌观察及金相检验对某农用机械驱动轴断裂原因进行了分析。结果表明：该驱动轴脆性断裂的根本原因是锻造温度过高导致过烧，使材料的承载能力及强度下降。关键词：驱动轴；脆性断裂；过烧；失效分析DOI:10.14158/j.cnki.1001-3814.2017.21.069中图分类号：TG306；TG157文献标识码：A文章编号：1001-3814(2017)21-0255-03FractureFailureAnalysisofDrivingShaftCHENLizong1,XUNa1,DINGNing1,SHIJunbo1,LIULong1,GUOWeimin1,HU
执缶Я＜熬Ъ淞盐啤＞Я１?缘有熔融痕迹，一些晶界上有小的卵形枝晶，属于过烧下的断口微观形貌，如图3所示。断口的边缘侧面区域，多处可见韧窝状的塑性变形区域，如图4所示。此类区域为该轴断裂时，在轴与轮盘大部分的连接部位已断开后，仍然与轮盘连接着的位置由于不能承受原来的载荷而引起的断裂。1.3金相检验为了检查该断裂驱动轴的夹杂物和金相组织，从驱动轴的断口边缘及心部截取了材料的横向和纵向金相试样。将试样按照金相样品制备程序，经逐级砂纸抛光后在光学显微镜下检查了断裂驱动轴的夹杂物分布。从图5可以看出，断裂驱动轴材料内夹杂物不太严重，为D类（球状氧化物类）夹杂物，评级为细系1.5级[1]。将断裂驱动轴金相试样抛光后用3%的硝酸酒精溶液浸蚀，然后进行金相组织分析。发现断面边缘有微裂纹和孔洞，在较高温度下，S、P等低熔点物质首先在晶界发生偏聚，降低晶界熔点，晶界发生氧化和熔化，形成沿晶过烧裂纹[2-3]。断面边缘金相组织为回火索氏体+铁素体，按GB/T13320-2007《钢制模锻件金相组织评级图及评级方法》中的评级图3进行评定，评级为2级，如图6（a）所示；断面心部金相组织为回火索氏体+屈氏体+条状及块状铁素体，按GB/T13320-2007《钢制模锻件金相组织评级图及评级方法》中的评级图3进行评定，评为5级，如图6（b）所示。2结果分析与讨论通过以上检验结果可知，，断裂驱动轴的化学成图4断口边缘区域的微观形貌Fig.4Micro-morphologyofthefractureedgeregion10μm图5断裂驱动轴纵向试样的夹杂物代表性视场Fig.5Therepresentativefieldoftheinclusionsinthelongitudinalsampleofthefracturedrivingshaft100μm图6断裂驱动轴的金相组织Fig.6Themetallographicstructureofthefract
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;防止脆性断裂的钢选择[J];机械制造文摘(焊接分册);1999年02期
2 陈祝清;;含砷的和通常的09Γ2钢的脆性断裂倾向的比较[J];钢铁研究情报;1977年02期
3 韩富义;;脆性断裂的试验研究和理论[J];鞍钢技术;1979年01期
4 黄金昌;碳和氧对钼的脆性断裂的影响[J];稀有金属合金加工;1975年06期
5 高明才;;钢中铝含量对E级钢铸件脆性断裂的影响[J];铸造设备与工艺;2013年04期
6 张命荣;;论脆性断裂及其控制[J];成都大学学报(自然科学版);1983年01期
7 古可成,顾玉娜,李义尧,毛晓禹,陈廉,佟敏;硅系耐热球铁的脆性研究[J];钢铁;2001年01期
8 张于贤;王红;;高温环境下钢的脆性断裂控制研究[J];金属热处理;2007年S1期
9 Wojciech SOBCZYKIEWICZ;焊接承载构件疲劳和脆性断裂的计算机辅助设计(英文)[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);2001年02期
10 刘福明;刘春明;;微量硼对微量硫引起的纯铁高温脆性断裂的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2012年07期
相关会议论文 前10条
1 张于贤;王红;;高温环境下钢的脆性断裂控制研究[A];2007年中国机械工程学会年会论文集[C];2007年
2 张于贤;王红;;高温环境下钢的脆性断裂控制研究[A];2007年全国失效分析学术会议论文集[C];2007年
3 惠虎;李培宁;轩福贞;刘长军;曲家棣;;16MnR钢脆性断裂局部法参量的测试[A];第五届全国压力容器学术会议论文集[C];2001年
4 郭瑞萍;赵兴国;张绍远;;道岔锁闭铁断裂失效分析[A];第十二届全国电子显微学会议论文集[C];2002年
5 朱锦艳;;内燃机阀门断裂失效分析[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年
6 段明南;周永;张永杰;;沉没辊轴头的过早断裂失效分析[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
7 朱锦艳;范文秉;陈丽芳;;深井管道断裂失效分析[A];第十二届全国电子显微学会议论文集[C];2002年
8 孙维连;李胜利;李颖;安广;程越;;35CrMoA钢脆性断裂原因分析[A];2011年全国失效分析学术会议论文集[C];2011年
9 吴海平;;圆头螺钉断裂失效分析[A];2006'全国兄弟省市理化检测与质量控制学术交流会论文集[C];2006年
10 陈康敏;徐红兵;潘励;许晓静;;酒槽干燥机不锈钢列管断裂失效分析[A];第三届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2003年
相关博士学位论文 前1条
1 母明钰;面内/面外拘束与脆性断裂韧性的关联及纳入拘束的结构断裂评定[D];华东理工大学;2017年
本文编号：2573279
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2573279.html
