某特种车辆斜齿轮轮齿断裂分析

某特种车辆主动斜齿轮在疲劳试验过程中,齿轮轮齿发生断裂.本文对故障斜齿轮进行了外观和痕迹检查,对轮齿断口和裂纹断口进行了微观观察,检查了轮齿硬度、金相组织及渗碳层.以上试验结果表明,轮齿为典型的弯曲疲劳断裂,裂纹起源于加载侧轮齿根部圆角表面处且靠近传动轴侧.分析认为,偏载是造成齿轮弯曲疲劳断裂的主要因素,材料硬度偏低对断裂有一定的促进作用.     

输入齿轮断裂原因分析

某特种车辆输入齿轮材料为38CrSi钢,行驶过程中在减重孔处发生断裂。在对输入齿轮进行痕迹分析、断口宏微观观察、组织和性能检查等试验的基础上,对齿轮减重孔的断裂性质及断裂原因进行了分析。试验结果表明：齿轮减重孔断裂起源于孔侧面,断口以韧窝形貌为主,断裂性质为过载断裂。分析表明：未进行调质处理导致材料的硬度与强度不足是齿轮减重孔处发生断裂故障的主要原因。     

起动发电机弹性轴断裂分析

针对起动发电机发生的弹性轴断裂故障,通过采用对断裂弹性轴进行宏微观观察、金相组织分析、硬度检测等方法,综合分析判断该发电机弹性轴断裂性质为扭转疲劳断裂失效,弹性轴锥体与转子空心轴之间配合不良是弹性轴发生扭转疲劳断裂的根本原因。进一步研究发现:起动发电机弹性轴采用锥面贴合的方式来传递扭矩,而在实际制造及修理过程中锥面贴合度难以保证,导致工艺可控性差、产品可靠性偏低,存在结构设计不合理的问题。提出将弹性轴锥体结构改成花键结构的建议,以避免故障再次发生。     

功率输出轴断裂分析

在附件机匣进行持久寿命试验过程中,功率输出轴组件发生了断裂故障。通过外观检查、断口分析、表面检查、成分分析、组织检查及硬度测试等手段对断裂性质进行判定,并分析了故障原因。结果表明:功率输出轴为疲劳断裂,断裂的主要原因是由于与其相连接的联轴器结构设计的不合理,工作中联轴器对功率输出轴产生了附加弯矩,导致功率输出轴发生旋转弯曲疲劳断裂;疲劳源处为结构应力集中部位,降低了轴的抗疲劳强度,进一步促进了疲劳裂纹过早萌生。     

20CrMnMo减速机高速轴断裂原因分析

某工程用20CrMnMo减速机高速轴在试运行过程中轴杆变截面处发生断裂。对高速轴进行宏观、微观断口分析,显微组织分析,力学性能测试等。结果表明：该高速轴的断裂形式为旋转疲劳断裂,轴表面的机加工损伤是导致其早期疲劳断裂的直接原因。热处理工艺不当造成的混晶和硬度偏低促进了裂纹的萌生,在服役过程中变截面位置应力集中,导致高速轴受交变载荷作用而发生断裂。     

50CrVA弹簧断裂原因分析

50CrVA弹簧装配一段时间后发现断裂,后更换不同批次弹簧又发生断裂。对断裂弹簧进行断裂特征、组织观察分析,对硬度和镀层厚度进行测试。结果表明:存在表面镀层偏厚;弹簧的断裂性质为氢脆断裂;调查分析发现,断裂弹簧使用的表面处理槽液发生了改变,而工艺并未随之变化,致使在电镀过程中H的作用对弹簧影响较大,这是弹簧氢脆断裂的主要原因;此外,弹簧装配使用时不同轴导致应力集中,也对氢脆的发生有促进作用。工艺试验后,提出相应的改进措施,弹簧未发生断裂故障。     

冷拉拔珠光体钢丝的力学性能各向异性研究

利用拉伸试验机、SEM和TEM研究了冷拉拔珠光体钢丝力学性能的各向异性。结果表明,原始盘条(应变e=0)中,各向抗拉强度相近;随着钢丝应变的增加,钢丝各向抗拉强度的差异逐渐明显。其中,平行于拉伸轴方向(P样品)和与拉伸轴呈45°方向(I样品)符合应变强化规律;垂直于拉伸轴方向(V样品)抗拉强度稳定在1320 MPa左右。形变钢丝中,平行方向抗拉强度最高,45°方向次之,垂直方向抗拉强度最低。原始盘条中,各向均发生穿晶断裂;形变钢丝中,平行方向的断裂机制为微孔聚集型,45°方向和垂直方向发生穿晶断裂或沿晶断裂。拉伸断口纵截面TEM像表明,平行方向上,位错均匀分布在铁素体片层中,各片层协调形变;垂直方向上,位错在铁素体/渗碳体界面处塞积缠结,产生应力集中直至断裂。表现出明显的各向异性。     

皮带机驱动轴断裂原因分析

某电厂输煤用皮带机一级驱动滚筒发生驱动轴断裂的故障,对断轴进行成分分析、金相检验、硬度测试以及断口形貌分析.结果认为,由于驱动轴的热处理组织不正常,在运行时发生了疲劳断裂,并对这类轴的热处理提出了建议.     

改向滚筒轴的断裂失效分析

改向滚筒轴在运转过程中发生断裂。采用断口形貌、金相组织及材质化学成分分析方法，对断裂轴进行了失效分析。结果表明，改向滚筒轴的断裂属于疲劳断裂，断裂原因是轴与滚筒焊接时所采用的焊接工艺不当．在焊缝处产生了多个微裂纹或裂纹以及接近焊缝区域晶粒粗大所致。据此，对轴的结构提出了改进措施。     

特殊对接形式下SiC_P/Al复合材料与铝合金搅拌摩擦焊的组织与力学性能

采用搅拌摩擦焊,对特殊对接形式下比分为55%(体积分数)的Si CP/Al复合材料与2024铝合金进行了异种材料焊接,研究了焊缝的组织特征及力学性能特点.结果表明,轴肩影响区的前进侧存在大量细小的Si C颗粒,其分布呈带状;WNZ1的组织沿焊缝厚度方向上存在变化;WNZ2下部被Si C颗粒包围的铝合金晶粒尺寸有长大趋势;结合线处搅拌工具脱落颗粒会影响材料的结合.在旋转速度为750 r/min时,获得了较高的焊缝强度,为复合材料母材强度的83.1%,接头的断裂机制为复合材料基体自身的断裂及其与Si C颗粒的脱粘.     

厚大球铁曲轴断裂原因分析

QT700-2大截面曲轴在浇涛后的拆箱过程中发生断裂现象,经分析主要是由于曲轴含Mn量偏高、含Si量偏低,浇铸后冷却不当形成晶界碳化物;并且铸件在砂箱中冷透,形成较大的内应力,拆箱时造成脆性断裂。经调整化学成分,工艺改进,最终避免了此类现象的再发生。     

燃气轮机低压压气机转子叶片断裂分析

某型燃气轮机运行近1 000 h后,发生2片低压压气机转子叶片脱榫断裂和同级多片榫头裂纹故障。通过对断裂和裂纹叶片外观观察、断口分析、化学成分分析、硬度检测和金相检验等手段,确认了断裂和裂纹叶片失效模式相同,均属振动疲劳断裂,盘和叶片配合不良引起微动磨损是该级叶片早期振动疲劳断裂的主要原因。盘、片配合不良主要是由于配合面间无防磨损涂层,在应用过程中产生氧化和磨损引起的;通过盘和叶片榫齿配合面涂干膜润滑,有效解决了盘片配合面微动磨损问题。     

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。     

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 采用光学显微镜分析、化学成分分析和力学性能试验,对40Cr钢端轴断裂件进行分析。结果表明,端轴断裂属于疲劳断裂,断裂源处焊接不当,造成应力集中,是端轴断裂的原因之一。该轴经调质处理后的组织为回火贝氏体,而不是工艺要求的回火索氏体组织。热处理工艺不当是造成端轴断裂的另一重要原因。     

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采用硬度分析、金相分析以及扫描电镜分析等试验方法对等速驱动轴进行了分析。结果表明：该等速驱动轴钟形壳感应淬火后回火不充分，存有较大的内应力，生产线上安装不当，产生持续的张应力最终导致氢致延迟断裂。通过改进回火工艺和安装，解决了断裂问题。     

GH3030钎焊管接头裂纹分析

在试验过程中有2个构件钎焊管在焊接接头处发生泄漏，试验温度约400 ℃，钎焊管在正常工况下受交变应力。通过外观观察、裂纹宏微观观察、断口观察、能谱分析、金相检查、硬度检测等方法，对构件的失效原因进行综合分析。结果表明:构件钎焊管由于焊接过热导致沿晶裂纹的产生与2个焊接位置相距较近有关，焊接时存在互相影响，且存在焊接温度控制不当的情况。建议严格控制焊接过程，并对构件的焊接结构进行改进。     

17-4PH不锈钢拉杆失效分析

某安装工程中作为承力构件的17-4PH不锈钢拉杆在使用过程中发生断裂,对失效拉杆进行化学成分分析、断口形貌和金相组织观察以及力学性能测试,并与完好拉杆进行了对比分析。结果表明：不锈钢拉杆是在腐蚀及应力的共同作用下发生了应力腐蚀断裂;由于热处理不当,导致失效拉杆中块状δ-铁素体的大量存在,时效过程中晶界上碳化物的析出造成材料抗腐蚀能力下降,以及材质＂硬脆＂共同导致拉杆发生断裂。     

硅含量偏高对铁素体球铁使用性能的影响

铁素体球铁铸件支架在装配时发生脆性断裂失效.通过理化检测试验,对材料的化学成分、力学性能和金相组织做了较为详尽的比较.结果发现,失效件的硅含量偏高、硬度值很不均匀,冲击韧度和伸长率远低于材质要求,因而导致脆断.找出失效原因是铸造工艺不当,并提出合理化建议.     

某轴承外圈滚道裂纹分析

某轴承外圈在试验过程中上侧滚道发生网状开裂和掉片,通过宏观分析、化学成分分析、硬度测试、断口分析以及金相分析等手段,对轴承外圈失效部位进行综合分析。结果表明：上侧滚道可观察到断口呈贝纹线,放射状棱线扩展,疲劳源和碎片表面存在磨削白亮层和磨削回火层,白亮层和回火层为磨削过程中的磨削工艺不当所导致,磨削白亮层和磨削回火层的存在严重影响零件的接触疲劳性能,零件在次表面发生疲劳萌生和扩展,导致轴承外圈在较短的时间内疲劳失效。     

齿条断裂原因分析

某升降机齿条在搬运过程中摔断,齿条材料为60钢。对齿条断口,材质的金相组织、化学成分和力学性能进行分析,确定齿条断裂失效的原因。结果表明：齿条的断裂性质为冲击载荷所致的脆性断裂;由于正火加热和冷却方式不当,造成齿条的晶粒粗大且铁素体呈网状分布;齿条化学成分中Si、Mn元素含量超出标准要求范围,S、P元素处于标准规定值上限;材料中存在较多的非金属夹杂物,以上几个因素共同作用,导致齿条发生断裂。