铸造起重机Z形臂的开裂失效分析

发布时间：2021-12-10 21:31

　　利用直读光谱仪、拉伸试验机、布氏硬度计和扫描电镜对开裂的Z形臂进行了检测。结果表明,Z形臂的成分、组织、性能均满足技术要求。断口的微观组织由胞状晶和树枝晶、气孔以及等轴形韧窝组成,分析发现,Z形臂在铸造过程中形成的冷隔缺陷,是导致开裂的主要原因。通过采取控制浇注时间和浇注温度以及增加冒口的措施,取得了良好的效果。 

【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2020,40(07)北大核心

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【部分图文】：

Z形臂裂纹的开裂位置及断口形貌

Z形臂的生产过程是铸造→粗车→热处理（调质）→精车→检验→入库，调质工艺为：840～860℃加热保温120min油冷淬火，在580～610℃保温180min回火空冷。在断口附近和中部加强筋位置取样，抛光并用体积分数为5%的硝酸酒精腐蚀，在EVO18扫描电镜下观察试样显微组织。图2为不同位置的组织形貌，白色的碳化物呈点状或短棒状从基体中析出，两个位置的显微组织没有明显区别，符合回火索氏体的特征。2.4 断口的形貌及能谱分析

用蔡司EVO18扫描电镜对图1d中的开裂断口进行扫描，见图3。从图3a可看出，断口上有较多的光亮区、气孔、缩孔，还有部分撕裂区，光亮区有较多微小的凸起，且周围有明显的边界，断口上还可看到较多的缩孔，其内壁比较粗糙。图3b为撕裂区的微观形貌，这是明显的等轴形韧窝（微孔），是受拉应力断开的结果[2]。从图3c可看到较多的横截面近似呈六角形的凸起，这是胞状晶和树枝晶的典型特征。图3d为气孔的微观形貌，铸造过程中产生的气体由于对液体金属造成挤压，形成了近似椭圆形的凹坑，其内壁比较光滑、平缓、圆润，无撕裂棱。图3e为凹坑位置的背散射电子像，较明亮的部分是基体，该区域Fe含量较高，右上侧较暗灰的部分是凹坑的位置，凹坑内O含量较高，这可能是形成气孔时候温度较高，气孔内壁被氧化形成氧化皮的缘故。图3f为图3e中微观形貌的化学元素能谱图，只观察Fe、Mn、O、Mo、Si等元素，没有其他杂质元素[3]。3 分析与讨论

【参考文献】：
期刊论文
[1]扫描电镜在钢铁产品缺陷分析中的应用[J]. 闫文凯,李朝阳,陈娟.  中国金属通报. 2018(02)
[2]400型电动机机壳消失模铸造缺陷分析与防止[J]. 郝文源,刘善江,傅骏,褚昌悦.  热加工工艺. 2017(23)
[3]高速双螺杆挤出机螺杆轴断裂失效分析[J]. 马小明,周阳.  机械工程材料. 2017(03)



本文编号：3533427