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碳钢轴锻件的开裂与分析

  碳钢轴是电机驱动装置的重要组成部分,在长期运行过程中容易出现断裂事故。我公司为用户生产2支轴锻件,采用35A材料,安装使用近2月后, 发现1支轴出现开裂,裂纹主要分布在轴颈侧挡槽附近,同时在轴颈表面发现擦伤、挂瓦及浸蚀斑点,为查找开裂原因,采取有效改进措施,对轴锻件采用化学成分检测、高低倍微观组织试验分析、扫描电镜断口分析、能量定性定量分析等手段进行了分析。
选择缺陷部位分别截取径向全截面低倍、断微观等试样。
1.做基体材料化学成分试验,结果表明,材质成分符合35A碳钢要求.
2.做轴颈部位径向截面低倍热酸浸试验,试验结果表明,锻件内部致密,均匀性较好,未发现肉眼可见缺陷,3将低倍试片沿中心打开,断口形态为结晶状,属正火件正常断口形态,锻件质量合格.
3.显微组织分析,轴截面由表面至心部非金属进行试验,结果表明,A类硫化物夹杂较多,但在合格范围内,其他夹杂很少.然后,轴栽面由表面至心部组织、晶粒度试验,显微组织分析表明,轴截面组织为珠光体+铁素体,晶粒度小于5级,属正火状态正常组织,无其他异常组织。
4.裂纹显微组织分析,微观裂纹机细不均,断续曲折、开义,有许多细小支裂纹及毛细裂纹,裂纹旁组织无明显变化, 裂纹穿晶扩展,裂纹旁发现有腐蚀现象。
5.扫描电镜断口分析,圆弧处断口微区分析表明:开裂起源于表面, 裂源区呈平滑状无缺陷无应力集中源,表面区域行腐蚀产物存在,不同裂纹交汇形成闪电台阶状,扩展区主要绕裂源四周放射性扩展,扩展区为准解理波纹状,能谱分析结果显示,裂源区含有较高0元素,腐蚀产物中含有CI元桌,腐蚀产物中C1元素含量最,拓达 4.29%,不同裂纹交汇形成闪电台阶状,扩展区主要围绕裂源K四周放射性扩展,扩展区为准解现波纹状,属典型腐蚀疲劳开裂。腐蚀疲劳是重复或交变应力与腐蚀性坏境共同作用产生开裂的过程。
    35A碳钢轴,材料化学成分符合要求,锻造质量合格。轴颈表面多条裂纹最深已达轴颈中心区,裂纹起源十轴颈光滑精加工表面,属典型腐蚀疲劳开裂。腐蚀疲劳是重复或交变应力与腐蚀忡环境共同作用产生开裂的过程。
 

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