42CrMo钢齿轮壳体的失效分析

42CrMo钢齿轮壳体螺纹孔处产生裂纹而失效.对失效齿轮壳体的化学成分、硬度、显微组织进行了分析,并用SEM和EDS分别对断口形貌以及夹杂物进行了观察和微区成分分析.结果表明,调质处理后的组织出现了大量铁素体是导致齿轮壳体断裂失效的主要原因,同时母材中存在大量夹杂物降低了材料的力学性能,增大了断裂倾向.     

20CrMnTi钢渗碳齿轮断齿失效分析

摩托车发动机上的20CrMnTi钢制齿轮运行13个月后断齿。对失效齿轮的化学成分、显微组织和渗碳层显微硬度进行综合分析,并采用电子探针和能谱仪分别对断口形貌及夹杂物进行观察和微区成分分析。结果表明,粗大夹杂物是导致齿轮断齿失效的主要原因。     

34CrMo汽轮机主轴断裂失效分析

通过对34CrMo汽轮机主轴动断裂进行材料成分、力学性能、断口形貌、夹杂物以及显微组织等方面的分析.确定失效发生的原因是由于汽轮机主轴在动平衡实验中发生过载引起.     

变速箱副箱中间轴断齿失效分析

对变速器中间轴在试验过程中发生断齿失效,进行了失效中间轴的化学成分、断口宏观和微观形貌、硬度和金相组织及非金属夹杂物能谱(EDS)分析。结果表明,由于齿根圆角存在非马氏体网状组织,降低了中间轴的疲劳极限强度,断裂源处的非金属夹杂物促进了疲劳裂纹的产生,使其在试验早期失效。     

台架试验中齿轮断齿的原因分析

采用显微组织分析,结合断口形貌分析、齿形齿向分析对齿轮断齿原因进行失效分析。结果表明,齿根圆角表层非马氏体组织深度不符合技术要求,但非本次断齿的主要原因。齿轮断齿根本原因为齿根次表面存在大尺寸氧化物夹杂,在试验持续受力过程中以该夹杂为疲劳源发生鱼眼状疲劳断裂。     

38CrMoAlA挤出机螺杆轴断裂失效分析

采用断口宏微观形貌、金相检验、力学性能、化学成分分析和有限元模拟等方法对挤出机螺杆轴失效原因进行了分析。结果表明:表面划痕、夹杂物偏析、金相组织缺陷等原因导致材料的抗冲击性能下降,从而使多个疲劳源在应力集中和交变载荷的作用下加速扩展,最终发生疲劳断裂失效。     

23MnNiMoCr54钢矿用圆环链的疲劳失效分析

矿山链环疲劳断裂是影响链环使用寿命最主要的因素,通过对链环断口附近、断口对称未断裂的肩部和链环直臂处显微组织观察、夹杂物分析、断口形貌的分析以及扫描电镜观察,分析了矿山圆环链疲劳失效的原因。结果表明:链环直臂处组织为回火屈氏体,链环断裂与未断裂处肩部为回火索氏体组织,显微组织满足链环的服役要求,热处理显微组织不是导致疲劳失效的主要原因。断口裂纹源位置分布着多颗尺寸10~50μm的氧化物夹杂颗粒,夹杂物周围存在着二次裂纹,大量的脆性夹杂物破坏了钢基体的连续性,往往成为裂纹的起点;随着裂纹的扩展,又会在夹杂物附近形成多个二次裂纹,进而加速疲劳失效。对满足链环疲劳性能用钢中夹杂物进行分析表明,夹杂物尺寸减小与数量的减少,降低了对钢的疲劳性能的不利影响,从而大幅度提高了钢的疲劳循环次数。     

发动机缸盖螺栓疲劳断裂失效分析

通过断口(宏观)形貌分析、微观组织分析、化学成分检测以及硬度测试等手段对SCM435钢发动机缸盖螺栓的疲劳断裂进行失效分析。结果表明,失效SCM435钢缸盖螺栓的化学成分和显微组织合格,硬度符合技术要求。失效样件1的断裂原因为表面脱碳引起的脆性断裂,螺栓断裂部位的表面脱碳层宽为120μm;失效样件2主要是非金属夹杂物所引起的疲劳断裂,近球状的CaS-CaO-Al₂O₃-MgO复合型冶金夹杂物造成了沿晶裂纹。对材料的塑韧性、表面脱碳及非金属夹杂物等指标,提出了改善建议。     

45钢液压缸耳环断裂失效分析

某厂生产的液压制砖机的液压缸耳环在运行不久后发生断裂失效。通过扫描电镜、能谱仪、直读光谱仪、光学显微镜和显微硬度计对45钢失效耳环的断口形貌、化学成分、显微组织和硬度进行了分析。结果表明,断口处Al_2O_3和硫化物非金属夹杂物较多,显微组织为网状铁素体、珠光体和魏氏组织,纵截面存在明显带状组织,局部晶粒粗大等是造成液压缸耳环失效的主要原因。     

N02200板材热加工断裂失效分析

为了研究N02200板材热加工过程中发生断裂的原因,对出现的断裂失效部位进行取样分析,采用化学成分分析、光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等手段,对N02200板材的化学成分、金相组织、断口形貌进行分析,研究其断裂失效机制。结果表明,高温长时间加热致使金属内碳发生石墨化转变并偏聚于晶界,熔炼时过量氧化铝类夹杂物以及原料带入的Si-Ca-Mg-Al类裹渣非金属夹杂物等3类晶界夹杂导致晶界脆性,是N02200板材热加工过程中失效的主要原因。通过控制原料清洁度以减少非金属夹杂、改进熔炼工艺以减少氧化铝类夹杂和调整加热规程以降低加热时间,降低了晶界处各种夹杂、提高了热加工性能。     

重整氢压缩机连杆螺栓断裂失效分析

某60万吨/年重整氢压缩机的两根35CrMoA钢连杆螺栓在运行过程中发生断裂失效,对断裂连杆螺栓的断口形貌进行了分析,同时对其化学成分、金相组织和硬度等进行了理化分析。结果表明,断裂连杆螺栓的组织分布不均匀、硬度偏差较大,扫描电镜观察断口发现存在有多个疲劳源。对相同材料的35CrMoA钢棒料进行与失效螺栓相同的热处理,分析其金相组织和硬度,并与失效螺栓进行对比,表明断裂连杆螺栓的调质热处理不善,导致组织分布不均匀、夹杂物较多,螺栓的力学性能下降,在交变载荷的作用下,最终发生早期疲劳失效。     

ZG270-500钢悬臂筒失效分析

ZG270-500钢挖掘机悬臂筒轮廓处因产生裂纹而导致失效。本文对失效悬臂筒的化学成分、硬度、显微组织进行了综合分析,并用扫描电镜及X射线能谱分析仪对断口形貌以及夹杂物进行了观察和微区成分分析。结果表明,导致ZG270-500钢悬臂筒开裂失效的主要原因是MnS夹杂物、在铸造过程中产生的孔洞以及在热处理过程中产生的魏氏组织造成的。     

铁路车辆铆钉拉伸断口不平整原因分析

采用光学显微镜、扫描电镜对失效铁路车辆铆钉的微观组织与断口进行分析.结果表明,铆钉拉伸断口上产生凸台阶的主要原因是在槽口边缘形成的裂纹扩展到心部之前,又在中心形成新的裂纹,且在这些中心裂纹处发生塑性变形.通过调整热处理工艺与控制材料中夹杂物级别可以解决断口不平问题.     

电铲的环轨表面剥离原因分析

4 m3电铲的环轨工作表面发生早期剥离,本文对剥离环轨的化学成分、显微组织及断口特征进行了分析.分析结果表明:环轨的剥离断口形貌为疲劳断裂,其工作面淬硬层深度不足2mm,低于图纸技术要求的4mm～5mm.淬硬层以外区域的布氏硬度为200HB～204HB,也低于技术条件要求.环轨的基体组织为粗大不均匀的回火索氏体,铁素体呈网状、针状分布,属于热处理的缺陷组织.环轨的周向组织呈严重的带状分布,材料中的非金属夹杂物含量比较多.环轨的早期失效属于交变接触应力作用下的疲劳剥离,是由环轨的热处理组织缺陷和材料中含有较多非金属夹杂物等因素的综合作用引起的.     

锻造对12Cr2Ni4A钢棒料性能的影响

齿轮由于原材料存在大尺寸脆性夹杂物会产生连续疲劳断裂,为了研究锻造对夹杂物的分布和材料力学性能的影响,采用了金相、冲击、扫描电镜及能谱微区分析等方法,对问题原材料锻造后的夹杂物分布、冲击性能、断口形貌等进行了分析,并与正常原材料进行了比对.结果表明:经过锻造,夹杂物的分布明显改善,条状夹杂物已破碎,未见大尺寸超标夹杂物...     

大型精轧支撑辊疲劳断裂失效分析

某单位1580生产线精轧支撑辊在轧制过程中突然发生断裂,为查明失效原因,利用光学显微镜、拉伸、冲击试验机以及扫描电镜对轧辊材料显微组织、力学性能、断口形貌、起裂源位置进行了综合分析。结果表明,精轧支撑辊芯部材料为球墨铸铁,其组织主要由珠光体、棒状渗碳体、球状石墨及聚集在石墨周围的牛眼状铁素体构成。组织洁净度较差,夹杂物主要为球状Al₂O₃-MgO-SiO₂、Al₂O₃-MgO、Al₂O₃氧化物,尺寸集中在10～15 μm。支撑辊断口呈现典型旋转弯曲疲劳断口特征,裂纹源区位于轧辊内部且为多源起裂,断口内部呈现典型“鱼眼”特征,“鱼眼”区中最大夹杂物直径3 mm,为球状Al₂O₃-MgO-SiO₂。裂纹源最大拉应力30 MPa。裂纹在夹杂物周围萌生时其裂纹尖端最大应力强度因子为1.385 MPa·m^1/2,大于内部起裂裂纹扩展门槛值,因此裂纹在夹杂物与基体界面处形核。裂纹扩展至“鱼眼”区之外时,裂纹在应力作用下快速扩展并汇聚形成一条长裂纹,最终导致轧辊发生瞬断。     

变速器副箱减速齿轮断裂失效分析

对副箱减速齿轮的断口形貌、化学成分、硬度、金相组织及微观形貌等进行了分析。结果表明,由于材料内部含有大量硫化物(Mn S),破坏了材料连续性,导致齿轮啮合部位的抗疲劳强度降低,在试验过程中发生断裂。     

矿用车驱动半轴早期断裂失效分析

对早期断裂失效的驱动半轴进行了显微组织、化学成分、力学性能的检测及断口形貌的观察与分析。结果表明,表面感应淬硬层过浅,在硬化层过渡区形成较大的拉应力,导致半轴服役中发生低周扭转疲劳断裂;钢材锻造温度偏高,毛坯过热使低熔点杂质向晶界偏聚引发脆性;调质处理效果不佳以及母材中存在大量夹杂物降低了材料的力学性能,加剧了疲劳裂纹扩展进程。提出降低电流频率、增加有效硬化层深度和严格控制锻造加热温度防止过热等措施,从而有效防止半轴早期断裂失效。     

P110套管静水压试验开裂失效分析

对静水压试验中开裂失效的P110套管进行了断口形貌观察、化学成分和金相分析、能谱分析,结果表明,导致套管失效的原因有两方面,一是管体内壁存在淬火裂纹,二是管体中存在非金属夹杂。为避免此类失效的发生,提出了生产过程中的注意环节及改进措施。     

夹杂物对工程机械用钢Q345FCA疲劳寿命的影响

采用QBWP-6000J型简支梁旋转弯曲疲劳试验机测定了高疲劳寿命工程机械用钢Q345FCA的疲劳寿命;采用扫描电镜(SEM)对疲劳断口形貌进行了观察,并用附带的能谱仪(EDS)寻找断口上的夹杂物;借助夹杂物自动分析系统对钢中的夹杂物进行了分析。通过对试验数据的分析,计算得出了Q345FCA钢和Q345钢夹杂物的表面临界尺寸、次表面临界尺寸和内部临界尺寸。结果表明,Q345FCA钢的疲劳极限为273 MPa,Q345钢的疲劳极限为266 MPa。Q345FCA钢和Q345钢中夹杂物尺寸均小于临界夹杂物尺寸,且断口形貌显示所有疲劳断裂均不是由夹杂物所引起,夹杂物不是疲劳源。