3Cr13钢柴油循环泵主轴断裂失效分析

发布时间：2021-11-22 02:55

　　采用X射线荧光光谱仪、光学显微镜、布氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机、扫描电镜等,对3Cr13钢柴油循环泵的主轴断裂原因进行分析。结果表明:3Cr13钢的化学成分、硬度及力学性能均符合技术要求,冲击吸收能量严重偏低;显微组织中含有颗粒网状碳化物,增加了材料脆性;轴径变化台阶处直角过渡,缺乏应有的过渡圆角,易形成应力集中。断裂类型属于疲劳断裂,主轴轴径变化台阶处直角过渡的加工缺陷所形成的应力集中是造成其快速疲劳断裂的主要原因。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(07)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

3Cr13钢失效主轴的SEM断口形貌

该主轴为实心圆柱状，宏观形貌见图1(a)所示，断裂处位于直径的轴过渡台阶根部(图1(a)箭头所示)，过渡台阶根部尖角明显，缺乏过渡圆角，为应力集中区;裂纹起源于过渡台阶根部轴外表面，如图1(b)中箭头1所示，图1(b)中箭头2所指为快速疲劳扩展断裂后挤压区;断口为圆柱体横向开裂，如图1(c)所示，其中箭头处可见明显的外表面机加工痕迹。肉眼勘察主轴端口，可见断口平齐，呈脆性断裂特征，存在明显的贝壳状疲劳弧线，属于典型的疲劳脆性开裂特征。断口大部分光滑平整，断口表面未发现明显的瞬断区，说明该主轴受力不大。2.2 化学成分分析和力学性能检测

如图3所示，将失效主轴断口径向线切割后，进行扫描电镜断口分析。送检主轴断口起裂处位于粗轴过渡台阶机加工直角位置，缺少应有的加工过渡圆角，主轴受力运转时，在此应力集中区域首先开裂形成疲劳源，再在扭转力矩作用下逐渐疲劳扩展开裂。图3 3Cr13钢失效主轴的SEM断口形貌

【参考文献】：
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本文编号：3510791