驱动轴的开裂失效分析

发布时间：2021-01-22 21:35

　　对驱动轴的断口进行了试验及分析。结果表明:驱动轴显微组织、硬度、化学成分均符合技术要求,裂纹起源于法兰盘的R圆角部位,断口上有波浪状的疲劳扩展纹。淬火感应器在R角处加热时间过长,该处淬硬层过深以及法兰盘区域的淬火直径过大,是造成开裂的主要原因。采取的改进措施是减少感应器在该位置的加热时间和提高中频机床的淬火频率。经实际验证,改进后的驱动轴服役21万km至今完好,说明失效问题得到了解决。 

【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(18)北大核心

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

驱动轴的结构尺寸(mm)

图2是驱动轴断口位置及开裂后的轮廓形貌。从图2(a）可看出，断裂后的驱动轴分为两部分，一部分是细长的杆部，另一部分是扁平状的法兰盘，断裂面向法兰盘内凹陷。图2(b）是断口位置形貌，断口位于法兰盘R15圆角的过渡区，呈圆环状。图2(c）是断裂后的法兰盘部分，直径为准89 mm的断口位于整个驱动轴中心线上，深度约10mm。图2(d）是杆部一侧的断裂面，其轮廓形貌类似于向上凸起的“蘑菇”，裂纹属于环状多源裂纹，起源于R15圆角的外表面，形成以后逐渐向内侧扩展。在扩展区，可看到清晰的波浪状疲劳纹，断口上有黑色的圆形斑点，是最后的一次性断裂区。该区域没有疲劳纹，是裂纹扩展至最后时，由于承载面积的减小导致应力增加而最后形成的一次性开裂[2]。1.2 断口的显微组织检测

在上述图3(a）试样块上，采用MHVS-1000Z数显显微维氏硬度计和TXHB-3000T自动布氏硬度计对表面和心部硬度进行测量，检测数据结果见表1。由表可见，硬度符合要求。R角处淬硬层深度较大，法兰盘处淬火面积较大。驱动轴材料是42Cr Mo合金钢，采用SPECTROLABS直读光谱仪分析试样的化学成分，结果见表2。结果可知，检测数据均符合国家的标准要求。1.4 断口微观形貌及能谱分析

【参考文献】：
期刊论文
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[2]重卡半轴断裂的失效分析[J]. 王冰,段世成.  材料保护. 2019(07)
[3]42CrMo驱动轴断裂失效分析[J]. 阮建刚.  上海汽车. 2019(07)
[4]半轴的热处理工艺研究与改进[J]. 王艳丽,李威.  热加工工艺. 2018(16)
[5]感应淬火零件残余应力及载货车半轴感应淬火技术条件商榷[J]. 林信智.  汽车工艺与材料. 2004(10)



本文编号：2993944