國檢檢測歡迎您·▩!

微信公眾號|騰訊微博|網站地圖

全國服務熱線✘✘☁•✘:

400-1188-260
13372307781

您可能還在搜✘✘☁•✘: 無損檢測緊韌體檢測軸承檢測浙江綜合實驗機構

社會關注

分享✘✘☁•✘:鉸鏈梁鉸耳斷裂原因分析

返回列表 來源✘✘☁•✘:國檢檢測 檢視手機網址
掃一掃!分享✘✘☁•✘:鉸鏈梁鉸耳斷裂原因分析掃一掃!
瀏覽✘✘☁•✘:- 釋出日期✘✘☁•✘:2021-10-21 15:07:58【

郭海霞,李 慧

(洛陽船舶材料研究所,洛陽 471023)

摘 要:鉸鏈梁在使用過程中鉸耳發生斷裂,採用宏觀分析✘•、化學成分分析✘•、力學效能測試✘•、金相檢驗✘•、斷口掃描電鏡分析等方法,對鉸耳斷裂原因進行了分析.結果表明:鉸鏈梁中的殘餘鋁含量和氮含量較高,夏季鑄造時冷速過慢,使得一次奧氏體晶界析出 AlN 夾雜物造成晶界脆化,同時晶界上大量的鑄態 MnS以及 Al2O3 類夾雜物也加劇了晶界的脆化,導致鉸鏈梁鉸耳在使用過程中發生沿晶脆性斷裂.

關鍵詞:鉸鏈梁;貝殼狀斷口;AlN 夾雜物;殘餘鋁量;沿晶脆性斷裂

中圖分類號:TG115.2 文獻標誌碼:B 文章編號:1001G4012(2018)05G0355G04

我國是人造金剛石第一生產大國[1],鉸鏈式六面頂液壓機是人造金剛石的生產裝置,鉸鏈梁是六面頂中最重要的部件[2].某廠的鉸鏈梁在使用過程中鉸耳發生斷裂,鉸耳是鉸鏈梁的關鍵部位,承受較大作用力.統計發現半年時間內共有10件鉸鏈梁的鉸耳發生了斷裂,而且斷裂特徵相似,因此急需找到鉸鏈 梁 鉸 耳 斷 裂 的 原 因. 該 批 鉸 鏈 梁 材 料 為ZG35Cr1Mo鑄 鋼,生 產 工 藝 為:中 頻 爐 鑄 造 → 正火→回火→機加工→調質處理.為了查明鉸耳斷裂的原因,筆者採用宏觀分析✘•、化學成分分析✘•、力學效能測試✘•、金相檢驗✘•、斷口掃描電鏡分析等方法對斷裂鉸耳進行了檢驗和分析,以避免類似事故的再次發生.


1 理化檢驗

1.1 斷口宏觀觀察

鉸鏈梁鉸耳斷口低倍形貌如圖1所示,可見斷口齊平,無塑性變形特徵,呈貝殼狀斷口特徵,斷口面上晶粒形貌明顯,晶粒直徑大約為1mm.



1.2 化學成分分析

在鉸鏈梁鉸耳處取樣進行化學成分分析,結果見表1,可見其化學成分滿足JB/T6402-2006«大型低合金鋼鑄件»對ZG35Cr1Mo鑄鋼成分的要求.


1.3 力學效能測試

在鉸鏈梁鉸耳處取樣進行力學效能測試,結果見表2,可 見 鉸 鏈 梁 抗 拉 強 度 和 上 屈 服 強 度 滿 足JB/T6402-2006要求,但塑性和韌性偏低,不滿足標準要求.

1.4 金相檢驗

1.4.1 低倍組織形貌分析

取與斷口面平行的試樣面,經磨✘•、拋後酸洗,進行試樣表面低倍組織形貌觀察,可見試樣表面上分佈著網狀裂紋缺陷及疏鬆缺陷,如圖2a)所示,放大後網狀裂紋缺陷形貌如圖2b)所示,疏鬆缺陷形貌如圖2c)所示,部分網狀裂紋缺陷和疏鬆缺陷相連線,如圖2d)所示.

1.4.2 顯微組織分析

採用光學金相顯微鏡對拋光態試樣進行夾雜物檢測,夾雜物形貌見圖3a),主要為大顆粒狀和長條狀,聚集分佈,具有明顯的鑄態特徵.能譜分析顯示

夾雜物主要為 MnS和 MnS與 Al2O3 的複合型夾雜物.依據 GB/T8493-1987«一般工程用鑄造碳鋼金相»對夾雜物級別進行評定,結果為2級.侵蝕態下對試樣顯微組織進行觀察,主要為回火索氏體+少量鐵素體,如圖3b)所示.晶粒度級別為11.0級,晶粒平均直徑約7.9μm,晶粒較細,如圖3c)所示.



1.4.3 網狀裂紋缺陷分析

    在金相拋光態和侵蝕態的觀察中,均未觀察到與網狀裂紋缺陷相關的特徵,考慮到圖2d)中疏鬆缺陷與網狀裂紋缺陷是相連的,所以從疏鬆缺陷周圍查詢網狀裂紋缺陷的實質.

在疏鬆缺陷周圍觀察到非常細微且斷續分佈的網路狀線條,如圖4a)所示,對應的拋光態形貌如圖4b)所示,網路狀線條呈灰色斷續細線特徵,某些部位由於線條太細,在拋光態下不易分辨.觀察整個試樣,在較高倍率下找到一處比較容易分辨的網路狀線條,如圖4c)所示,能譜(EDS)顯示細線實質是以 AlN 為主的夾雜物,能譜分析結果如圖4d)所示.