弹性卡箍断裂原因分析

卡箍铆接于舱体内部,用于捆扎、固定电缆束。尾段舱体卡箍在卡装电缆束时发生断裂,中段舱体卡箍在卡装电缆束后约5.5 h发生断裂。通过外观检查、化学成分分析、金相组织检查、硬度测定、断口微观观察、含H量测试等,对卡箍断裂的原因和性质进行了分析。结果表明:尾段舱体卡箍由于存在裂纹缺陷,因承载能力不足导致了断裂,卡箍热成形中工艺控制不到位,裂纹在应变较大区域萌生;中段舱体卡箍断裂性质为氢致延迟断裂,H含量偏高,同时较高的强度对断裂的发生起到了促进作用。     

GH4037合金Ⅰ级涡轮叶片断裂失效分析

某发动机在服役过程中,有7片Ⅰ级涡轮叶片连续发生断裂或开裂.本文对断裂的叶片进行了断口宏微观观察、化学成分分析、金相组织检查、性能试验以及叶片排气边R检查.结果表明,叶片的断裂性质为高周疲劳断裂.断裂叶片的化学成分和力学性能符合技术条件的要求;叶片的疲劳源区未发现夹杂等冶金缺陷.7片叶片的断裂位置均在距离榫头底部62mm～67mm处,该位置是四阶振动的最大应力点,叶片的断裂与四阶振动有关.     

1Cr18Ni9Ti卡箍的断裂分析

某型发动机固定S型防冰空气管的卡箍采用1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢制造,该件卡箍服役后发生断裂。通过外观观察、断口宏微观观察、金相组织检查、显微硬度试验和化学成分分析对卡箍断裂原因进行分析。结果表明:卡箍的断裂为高周疲劳断裂,卡箍断裂源区存在应力集中现象。通过改进卡箍R角大小以及使用限力扳手降低装配弯曲应力,预防了卡箍的疲劳断裂,延长了使用寿命。     

刹车片断裂原因分析

某飞机在经过一个服务周期后，检查发现刹车动盘的8块刹车片中有1片发生了断裂。对刹车片断口的宏、微观特征进行了观察与分析，对其金相组织进行了检测，并对其进行了能谱检查。结果表明，飞机用刹车动盘的刹车片断裂性质为过载断裂，其断裂是由于在刹车片中存在条带状分布的硅酸盐类夹杂物引起的，这种条带状夹杂降低材料的横向力学性能，致使刹车片在服役过程中在热应力和机械应力的叠加作用下发生了分层断裂。     

TC11钛合金转子叶片断裂分析

某型发动机在使用过程中一片钛合金转子叶片在叶根部发生断裂故障.针对该故障叶片,开展了外观形貌观察、断口宏微观观察、金相组织检查、化学成分及硬度检测等研究工作,结合发动机工作特点,确定了叶片断裂性质和原因.结果表明:压气机转子叶片断裂性质为高周疲劳断裂,疲劳裂纹的形成与叶片局部应力状态有关,而微动磨损促进了疲劳裂纹的萌生.     

发动机传动轴齿轮断裂失效分析

某发动机累计工作66min后,传动轴齿轮上有两个齿发生了断裂,与其相配合的片齿轮未发现任何损伤.对传动轴齿轮和片齿轮的齿形、齿向进行了检测,结果表明,传动轴齿轮和片齿轮的齿形和齿向参数符合技术要求.对传动轴断齿的宏微观特征进行了观察与分析,并对传动轴和片齿轮的渗层深度、金相组织进行了检测.结果表明,传动轴断齿的断裂性质为疲劳断裂,传动轴齿表面硬度偏低和片齿轮表面硬度偏高导致传动轴齿表面接触疲劳剥落,传动轴齿轮表面渗层出现的连续网状氮化物是促进其疲劳断裂的又一个影响因素.建议完善传动轴和片齿轮的表面处理工艺参数,加强控制工艺过程.     

柴油机轴承盖螺栓断裂分析

柴油机发生多起轴承盖螺栓六角头与杆部过渡处断裂的故障,行驶里程为30000～70000 km.对故障件进行了断口分析、化学成分分析、力学性能检测、金相组织及硬度检验.结果表明,轴承盖螺栓属氢脆断裂.对库存件进行了氢含量检测,发现氢含量过高.提出了改进建议,取得了良好的效果.     

SWRCH22A自攻螺钉断裂原因分析

对生产六角凸缘铣尾自攻螺钉的原材料SWRCH22A钢的化学成分和综合性能进行检测,通过扫描电镜、光学显微镜检验分析了断裂螺钉组织情况.结果表明:螺钉发生断裂是由于热处理不当引起的淬火裂纹扩展所致,并提供有效的改进措施,解决了螺钉断裂问题.     

船舶起重机液压缸体断裂失效分析

采用金相分析法及力学性能检测,对挖泥船的起重机液压缸体沿环焊缝区出现的脆性断裂进行了失效分析。结果表明,液压缸体与法兰体的环焊接工艺不是导致液压缸体发生断裂的诱因,而缸体材料的粗大晶粒才是液压缸体发生脆性断裂的主要原因。     

开口销断裂分析

发动机在分解检查时发现,顺航向左侧α1作动筒与支架固定销轴上的开口销发生断裂。通过外观检查、断口宏微观分析、表面检查、成分分析、组织检查、硬度检查等手段和有限元分析,对故障开口销的断裂性质和断裂原因进行分析。结果表明:故障开口销材质硬度值偏高,不符合标准要求;故障开口销断裂的性质为疲劳断裂;故障开口销在发动机工作过程中与作动筒支架侧表面发生周向摩擦,开口销内弧表面产生弯曲应力,再加上源区附近表面的磨损影响,最终导致其疲劳断裂。     

大型轮船曲轴推力盘开裂分析

船用柴油机曲轴推力盘在运行过程中推力面产生大量放射状裂纹,在随后修补裂纹过程中发生开裂失效。采用宏观观察、化学成分分析、力学性能测试、金相组织观察、透射电镜实验分析和断口扫描电镜分析等方法对断裂的推力盘进行了分析。结果表明:修补工作未完全消除的陈旧性裂纹,是推力盘产生崩裂的裂纹源;推力盘低温冲击韧性较低,脆性大,修补过程采用的感应加热方式引起了难以消除的的热应力,最终造成推动盘开裂。     

排气系统缠绕式金属软管断裂原因分析

卡车发动机排气系统中的缠绕式金属软管在行驶过程中发生断裂及卡死现象。通过宏观分析、断口观察、金相分析、能谱分析及硬度检测等手段,对金属软管断裂的原因进行分析:粘着磨损和磨粒磨损导致金属软管的截面厚度逐渐变薄,截面变薄后零件抗疲劳性能下降,最终发生疲劳断裂。发生卡死的原因是车辆在行驶过程中,由车轮激起的泥沙或其他异物逐渐进入金属软管空隙,在金属软管间隙内淤积,而卡死也加速了金属软管的断裂。针对失效原因,提出了防止金属软管发生卡死和断裂的方法。     

防喘压力信号管断裂分析

发动机防喘压力信号管多次于钎焊位置断裂。采用外观检查、断口宏微观形貌观察及金相分析,对其中一件典型管件进行了综合分析。结果表明：管件断裂于引接管长管弯管段球座根部位置,断裂起源于表面的钎料层,断口可见明显的疲劳条带特征,断裂性质为疲劳断裂。失效的主要原因是由于钎料层不均匀,韧性较差,且管件在装配过程中存在较大的变形,使钎料层沿枝晶开裂,形成原始裂纹。在防喘压力信号管工作过程中,在振动应力作用下发生疲劳扩展并最终导致管件断裂。通过严格控制钎焊过程并防止装配中管件发生较大的变形可以避免该类故障。     

航空发动机滑油供油管裂纹分析

飞行时航空发动机滑油压力告警,分解检查后发现滑油供油管与盖板钎焊缝焊角处存在一条裂纹,裂纹沿周向扩展,约占整个圆周的4/5,采用断口观察、金相组织分析、有限元计算分析、装配应力和振动应力测试等方法,分析了滑油供油管裂纹产生的原因。结果表明:滑油供油管裂纹性质为高周疲劳开裂,裂纹起始于外壁表面钎焊缝焊角部位,裂纹位置处装配应力为280 MPa,振动应力为21 MPa,较大的振动应力和装配应力共同作用导致滑油供油管裂纹。通过增加卡箍,改善校形,可避免类似故障。     

飞机刹车盘钢夹断裂分析

飞机刹车盘钢夹在使用过程中发生断裂。利用体视显微镜、金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪等手段对发生断裂的钢夹的断口宏观微观形貌、组织、微区成分和显微硬度进行分析。结果表明:钢夹的断裂模式为疲劳断裂;断裂原因与钢夹材料硬度明显低于设计要求,显微组织中存在大量条状氧化物夹杂（大于3级）,导致材料强度降低、承载能力不足有关;建议严格控制钢夹热处理工艺,原材料缺陷以及零件装配公差。     

聚四氟乙烯软管气蚀引起疲劳损伤的形貌分析

飞机液压系统用聚四氟乙烯软管在使用中先后发生10余起软管内壁穿孔造成的渗漏故障。利用视频显微镜、扫描电镜等对故障软管进行宏观及微观形貌分析。结果表明:故障软管具有相同的失效特征及模式,属于气蚀引起的疲劳损伤;结合软管工作环境,探讨软管气蚀疲劳损伤的机理,总结气蚀引起疲劳损伤的形貌特征,即宏观上损伤区为蜂窝状孔洞形貌,微观上孔洞由多个小疲劳区组成,可见疲劳条带特征;裂纹早期从表面或次表面萌生,基本以平行于表面的疲劳扩展为主;液压软管气蚀疲劳损伤的形成与气蚀的冲击波机制较为吻合。     

M1.0螺丝断裂分析

M1.0螺丝在锁紧螺钉过程中即发生断裂失效。通过断口形貌观察、化学成分、金相组织观察及维氏硬度等分析手段,对断裂螺丝进行检测分析,并与扭力达标的正常螺丝进行对比,确定了螺丝发生断裂失效的原因。结果表明:断裂螺丝的心部存在成分偏析,经热处理后形成带状组织,其组织为珠光体与呈带状分布的铁素体;带状组织的存在,使螺丝强度偏低,因而在小于设计要求扭力的作用下即发生断裂失效。为避免此类失效案件的发生,应加强螺丝原材料的进料检验。     

燃油测压导管断裂分析

燃油测压导管服役中发生断裂,造成燃油泵报警。对断裂导管进行断口形貌和痕迹分析,结果表明:导管属疲劳断裂,与受到较大弯曲振动应力有关;管身磨损痕迹和位置说明卡箍未有效固定导管,这是造成导管应力载荷较大的原因。后续调查显示技术管理存在不足,使得执行装配工艺更改不及时,以致卡箍未起作用。导管在装配时由工人自弯成形,测得导管端头直线段长度小于技术要求,这会增加导管装配应力,对导管断裂具有促进作用。     

特种车辆主箱体失效分析

某特种车辆在行驶过程中先后两次发生主箱体故障。采用断口宏微观形貌观察、金相检查、硬度测试和力学性能测试进行了综合分析。结果表明：箱体发生断裂的主要原因是箱体材料变质处理工艺控制不当,导致粗大且呈条片状共晶硅的存在,降低了材料的塑性,使铸件脆性较大;其次铝板处的应力集中与断裂耳轴处的结构存在薄弱环节,在一定程度上加快了箱体的过载断裂失效。通过严格控制变质处理工艺,将断裂处耳轴的轴臂方向朝上与竖直方向呈一定夹角,同时将此处固定座加粗,可有效避免该特种车辆发生类似故障。     

发动机风扇静子叶片裂纹失效分析

针对发动机风扇静子叶片出现裂纹故障进行失效分析。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质分析及断口区域成分分析,并对叶片上缘板排气边转接区域的应力分布进行计算,确定了叶片裂纹性质和产生原因。结果表明:故障风扇静子叶片上缘板转接区域裂纹为高周疲劳性质,导致叶片过早出现疲劳裂纹的主要原因是机匣与上缘板焊接的热影响区进入叶片上缘板排气边转接处的应力集中区;同时叶片工作时受到的振动载荷也加速了疲劳裂纹的产生。并由此提出增加叶片上缘板排气边转接区和焊缝距离的改进建议。