(2.31)--金属构件失效分析.ppt

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1、齿轮的失效分析目录目录1、齿轮的失效类型2、变速箱齿轮失效分析3、传动齿轮失效分析4、结语1 齿轮的失效类型齿轮失效的类型可划分为四种：齿轮失效的类型可划分为四种：(1)(1)磨损失效磨损失效，是指轮齿接触表面的材料损耗；，是指轮齿接触表面的材料损耗；(2)(2)表面疲劳失效表面疲劳失效，是指接触表面或表面下应力超过材料疲劳，是指接触表面或表面下应力超过材料疲劳极限所引起的材料失效。进一步又可分为初始点蚀、毁坏性点极限所引起的材料失效。进一步又可分为初始点蚀、毁坏性点蚀和剥落。蚀和剥落。(3)(3)塑性变形失效塑性变形失效，是指在重载荷作用下表面金属屈服所造成，是指在重载荷作用下表面金属屈服所

2、造成的表面变形。它又可进一步分为压塌和飞边变形、波纹变形和的表面变形。它又可进一步分为压塌和飞边变形、波纹变形和沟条变形。沟条变形。(4)(4)折断失效折断失效，是指整个轮齿或轮齿相当大的一部分发生断裂。，是指整个轮齿或轮齿相当大的一部分发生断裂。可以进一步分为疲劳折断、磨损折断、过载折断、淬火或磨削可以进一步分为疲劳折断、磨损折断、过载折断、淬火或磨削裂纹引起的折断等。裂纹引起的折断等。2 变速箱齿轮失效分析（1 1）4545号钢齿坯裂纹分析号钢齿坯裂纹分析 4545号钢齿坯，由号钢齿坯，由80mm80mm圆钢落料后直接粗车成外径为圆钢落料后直接粗车成外径为78mm78mm的柱体形状。其化学

3、成分为：的柱体形状。其化学成分为：C C：0.490.49，Mn:0.68Mn:0.68，Cr0.2Cr0.2。热处理工艺过程：在。热处理工艺过程：在X45X45箱式电炉中加热，到温箱式电炉中加热，到温度度(820)(820)装炉，装炉量装炉，装炉量109109只，保温时间为一小时只，保温时间为一小时(工件达到工件达到温度后计算时间温度后计算时间)，工件用盐水冷却，工件用盐水冷却(冷却液不循环冷却液不循环)，水温，水温20302030。回火温度为。回火温度为520530(520530(零件淬火后隔天回火零件淬火后隔天回火)。经。经车削后，发现零件内孔平面和内孔上有较多裂纹，如图车削后，发现零件

4、内孔平面和内孔上有较多裂纹，如图1 1和和2 2所示。所示。图象说明图象说明：零件实物经零件实物经SM-3RSM-3R型渗透剂着色探伤后宏型渗透剂着色探伤后宏观形貌。经肉眼与放大镜观察，在齿坯观形貌。经肉眼与放大镜观察，在齿坯内孔平面与内孔中有距离大致相等的内孔平面与内孔中有距离大致相等的5656处较长的裂纹，裂纹均由内孔之平面与处较长的裂纹，裂纹均由内孔之平面与孔交界处为起始分别向内孔壁与平面扩孔交界处为起始分别向内孔壁与平面扩展；内孔平面上和内孔交界处加工纹路展；内孔平面上和内孔交界处加工纹路明显且尖锐。明显且尖锐。图图1 12 变速箱齿轮失效分析图象说明：图象说明：内孔平面内孔平面试样作

5、金相观察，有数试样作金相观察，有数条裂纹交叉分布，其内条裂纹交叉分布，其内充满氧化皮夹杂。其微充满氧化皮夹杂。其微观裂纹长度不等，分别观裂纹长度不等，分别为为0.63mm,0.29mm,0.23mm0.63mm,0.29mm,0.23mm及及0.190.19等。等。2 变速箱齿轮失效分析（2）汽车变速箱齿轮失效汽车变速箱齿轮失效失效齿轮为载重汽车变速箱一挡齿轮，失效齿轮为载重汽车变速箱一挡齿轮，由渗碳钢制造，在进行台架试验时，由渗碳钢制造，在进行台架试验时，未达到设计要求就发生断齿现象。未达到设计要求就发生断齿现象。根据断口的形貌可断定该齿轮的断裂为根据断口的形貌可断定该齿轮的断裂为高应力作用

6、下引起的快速断裂。主动齿轮心部断口基本为高应力作用下引起的快速断裂。主动齿轮心部断口基本为韧窝韧窝，被动齿轮具，被动齿轮具有准解理断裂形貌，说明主动齿轮韧性较好，但强度较低。显微硬度证实了有准解理断裂形貌，说明主动齿轮韧性较好，但强度较低。显微硬度证实了主动齿轮硬度较被动齿轮低。两只齿轮渗碳层中均有网状渗碳体析出，这将主动齿轮硬度较被动齿轮低。两只齿轮渗碳层中均有网状渗碳体析出，这将使表层韧性较低，致使在运转过程经受不了启动冲击应力的作用。本次断裂使表层韧性较低，致使在运转过程经受不了启动冲击应力的作用。本次断裂事故是由主动齿轮先断裂，进而引起被动齿轮崩齿，故在被动齿轮上还能看事故是由主动齿轮

7、先断裂，进而引起被动齿轮崩齿，故在被动齿轮上还能看到碰伤的痕迹。因此，可以认为齿轮失效的原因为到碰伤的痕迹。因此，可以认为齿轮失效的原因为渗碳工艺控制不当（热处渗碳工艺控制不当（热处理不当）而引起断齿。理不当）而引起断齿。变速箱一挡齿轮发生断齿后的宏变速箱一挡齿轮发生断齿后的宏观实物如图观实物如图3所示。所示。图象说明：图象说明：变速箱齿轮发生变速箱齿轮发生断齿后的宏观实物形貌。断齿后的宏观实物形貌。图图32 变速箱齿轮失效分析主动齿轮及被动主动齿轮及被动齿轮断齿后的宏齿轮断齿后的宏观断口形貌见图观断口形貌见图4 4所示。所示。图象说明：图象说明：被动齿轮的断口被动齿轮的断口形貌。沿齿根断形貌

8、。沿齿根断裂，断口形貌与裂，断口形貌与主动齿轮断口相主动齿轮断口相似，断齿附近几似，断齿附近几个齿不同程度都个齿不同程度都发生小块崩裂及发生小块崩裂及碰伤碰伤。图图42 变速箱齿轮失效分析（3）车床变速箱齿轮失效车床变速箱齿轮失效发生失效齿轮的车床为日本制造，齿表层为渗碳处理，使用已达发生失效齿轮的车床为日本制造，齿表层为渗碳处理，使用已达3030多年，使多年，使用过程中发生断齿现象，事故现场检查发现在加工工件时切削进刀量过大。用过程中发生断齿现象，事故现场检查发现在加工工件时切削进刀量过大。断口形貌如图断口形貌如图5 5所示。所示。齿轮断口属于高应力作用下的快速断裂。齿轮断口属于高应力作用下

9、的快速断裂。齿根边缘齿根边缘断口呈现韧窝和沿晶断裂特征，是与渗碳层中沿晶析出的碳化物及晶界处碳断口呈现韧窝和沿晶断裂特征，是与渗碳层中沿晶析出的碳化物及晶界处碳浓度较高有关。浓度较高有关。对微观组织与材料检查结果均属正常。对损坏齿轮进行检验对微观组织与材料检查结果均属正常。对损坏齿轮进行检验分析后可以断定，所有断齿断口都属本次事故中形成的新裂纹。而对现场检分析后可以断定，所有断齿断口都属本次事故中形成的新裂纹。而对现场检查结果发现，工件上留有相当多的、很深的切削车刀痕，查结果发现，工件上留有相当多的、很深的切削车刀痕，由此可说明，齿轮由此可说明，齿轮主要是由于制造工艺不当，引起应力集中而破断。

10、主要是由于制造工艺不当，引起应力集中而破断。图图5图象说明：图象说明：齿轮断口宏观形貌。齿轮断口宏观形貌。整只齿轮有整只齿轮有7 7个断齿，裂源均产生于个断齿，裂源均产生于齿根，断口边缘两侧较平坦，中间齿根，断口边缘两侧较平坦，中间较粗糙，并能观察到小刻面特征。较粗糙，并能观察到小刻面特征。前前6 6个齿的宏观形貌基本相同，第个齿的宏观形貌基本相同，第7 7齿可观察到塑性变形特征，其形貌齿可观察到塑性变形特征，其形貌呈剪切唇状。呈剪切唇状。2 变速箱齿轮失效分析（4）L-B号号远远洋洋货轮变货轮变速箱速箱齿轮轴齿轮轴的断裂失效的断裂失效进进口新造口新造远远洋洋货轮货轮从从试试航到服役共运行三十

11、六天，在正常航航到服役共运行三十六天，在正常航行途中，于行途中，于1986年年12月月19日突然日突然发发生生变变速箱速箱齿轮轴齿轮轴断裂。断裂。齿齿轮轮部分直径部分直径为为=500mm，齿宽齿宽360mm，齿轮轴齿轮轴在在齿轮齿轮中中间间部部位沿径向断成两截。位沿径向断成两截。齿轮轴齿轮轴材料材料为为20CrMnMo钢钢。根据国外。根据国外制造厂家提供制造厂家提供资资料，料，齿轮轴为齿轮轴为整体整体锻锻造而成，表面造而成，表面经经硬化硬化处处理。其断裂部位理。其断裂部位见图见图6，宏，宏观观断口全貌断口全貌见图见图7。据此可。据此可见见，齿齿轮轴轮轴是疲是疲劳劳断裂，明断裂，明显显的疲的疲劳

12、劳痕在牙痕在牙齿齿上，上，见图见图8，它是，它是图图7大箭大箭头头a所指牙所指牙齿齿的放大。的放大。齿轮轴齿轮轴断裂主要在于材料本身断裂主要在于材料本身质质量不良所致。冶金缺陷如未量不良所致。冶金缺陷如未经锻经锻合的合的铸铸造内裂，造内裂，组织组织偏析，偏析，夹杂夹杂物沿晶分布，都是造成零件脆断物沿晶分布，都是造成零件脆断的主要因素。牙的主要因素。牙齿齿表面表面合金化合金化处处理理时时，淬火后回火不足之，淬火后回火不足之组织应组织应力，力，热处热处理理时时的的热热应应力未充分消除也是引起裂力未充分消除也是引起裂纹纹的重要因素。未的重要因素。未经经消除的消除的铸铸造造缺陷在内外缺陷在内外应应力作

13、用下，容易成力作用下，容易成为为扩扩展裂展裂纹纹，故牙，故牙齿齿部分首部分首先先产产生疲生疲劳劳，再加上，再加上齿轮轴齿轮轴内部存在的多达百条内裂内部存在的多达百条内裂纹纹，因，因此迅速此迅速发发生瞬生瞬间间脆断。脆断。2 变速箱齿轮失效分析图象说明：图象说明：断裂部位如白色箭头所指。断裂部位如白色箭头所指。黑色箭头所指的是在齿轮轴黑色箭头所指的是在齿轮轴断裂之后，由于齿轮箱内零断裂之后，由于齿轮箱内零部件相互撞击，使牙齿部分部件相互撞击，使牙齿部分变形歪扭、断裂。断裂齿轮变形歪扭、断裂。断裂齿轮与轴颈是个整体，没有破坏与轴颈是个整体，没有破坏的大齿轮直径约的大齿轮直径约800mm800mm，

14、它与，它与轴颈为轴颈为“红套红套”紧固在一起。紧固在一起。照片所示部分重约照片所示部分重约2 2吨。吨。图图62 变速箱齿轮失效分析图象说明：图象说明：断口的宏观全貌。在箭断口的宏观全貌。在箭头头a a所指区间有宏观疲劳所指区间有宏观疲劳特征，大箭特征，大箭 头头a a所指牙所指牙齿疲劳特征特别明显，齿疲劳特征特别明显，其它地区具有一次断裂其它地区具有一次断裂特征。箭头特征。箭头b b所指为齿轮所指为齿轮热处理硬化层。箭头热处理硬化层。箭头c c所所指为放射状台阶，几乎指为放射状台阶，几乎布满整个齿轮圆周，这布满整个齿轮圆周，这是应力集中的表现，箭是应力集中的表现，箭头头d d所指为内裂纹。整

15、个所指为内裂纹。整个宏观断口表现为很大的宏观断口表现为很大的脆性倾向。脆性倾向。图图72 变速箱齿轮失效分析图象说明：图象说明：具有明显疲劳特征的牙齿具有明显疲劳特征的牙齿的宏观形貌。疲劳起源于的宏观形貌。疲劳起源于沿淬硬层或过渡区，如白沿淬硬层或过渡区，如白色箭头所指。由于齿轮轴色箭头所指。由于齿轮轴断裂后的碰撞，箭头所指断裂后的碰撞，箭头所指区的淬硬层已有崩落。疲区的淬硬层已有崩落。疲劳裂纹扩展方向如黑色箭劳裂纹扩展方向如黑色箭头所指。头所指。图图83 传动齿轮失效分析（1）电动凿岩机齿轮机芯失效电动凿岩机齿轮机芯失效 电动凿岩机的机芯由电动凿岩机的机芯由1111个零件组成，它在工作时要求

16、其施加给个零件组成，它在工作时要求其施加给钎杆的冲击周次为钎杆的冲击周次为1800200018002000次次/分，扭转周次为分，扭转周次为200200次次/分，冲分，冲击力为击力为70100MPa70100MPa。除外壳外，机芯的全部零件均采用。除外壳外，机芯的全部零件均采用2020号钢，号钢，经经渗碳渗碳+淬火淬火+低温回火处理低温回火处理。据制造厂家说，热处理是按标准。据制造厂家说，热处理是按标准工艺进行的。当机器装备好后，投入使用不到两小时，机芯的工艺进行的。当机器装备好后，投入使用不到两小时，机芯的7 7个主要零件全部破坏。破坏情况如图个主要零件全部破坏。破坏情况如图9 9、1010

17、所示。主要是破裂和所示。主要是破裂和变形。典型的断口如图变形。典型的断口如图1111所示，都具有一次断裂特征。所示，都具有一次断裂特征。根据根据检查结果分析，上述各零件的断裂属一次脆断失效，其主要原检查结果分析，上述各零件的断裂属一次脆断失效，其主要原因是因是渗碳淬火加热温度过高，回火不足，造成过热组织，内部渗碳淬火加热温度过高，回火不足，造成过热组织，内部出现淬火裂纹，大大增高了零件脆性出现淬火裂纹，大大增高了零件脆性。其次选材不当，低碳渗。其次选材不当，低碳渗碳不能满足零件使用时对心部的强度要求，如关键零件有明显碳不能满足零件使用时对心部的强度要求，如关键零件有明显变形。经建议改用变形。经

18、建议改用40Cr40Cr钢进行氰化处理后，问题得圆满解决。钢进行氰化处理后，问题得圆满解决。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：展示了四个主要零件的失效概况。展示了四个主要零件的失效概况。1 1号号零件箭头所指处表层剥落，杆体弯曲；零件箭头所指处表层剥落，杆体弯曲；2 2号，号，3 3号，号，4 4号号零件除表层有剥落外，均破裂成两半。零件除表层有剥落外，均破裂成两半。图图93 传动齿轮失效分析图图10图象说明：图象说明：展示了三个齿轮的失效情展示了三个齿轮的失效情况。况。5 5号齿轮破裂成两半。号齿轮破裂成两半。6 6号齿轮的中轴孔却不见了，号齿轮的中轴孔却不见了，从圆孔处剪切掉。在齿轮

19、从圆孔处剪切掉。在齿轮中心钻了八个孔，目的是中心钻了八个孔，目的是为了减轻重量，但严重地为了减轻重量，但严重地削弱了强度。削弱了强度。7 7号齿轮有一号齿轮有一个齿掉落，如白箭头所指，个齿掉落，如白箭头所指，破断情况虽不严重，但有破断情况虽不严重，但有明显变形，四个小孔有三明显变形，四个小孔有三个明显不圆，如黑箭头所个明显不圆，如黑箭头所指。此外，三个齿轮都有指。此外，三个齿轮都有不同程度的剥落，如大白不同程度的剥落，如大白箭头所指。箭头所指。3 传动齿轮失效分析图图11图象说明：图象说明：3 3号，号，4 4号，号，5 5号三个零件的号三个零件的断口。断口。3 3号件是一个内齿圈号件是一个内

20、齿圈断成两截；断成两截；4 4号件在内六孔号件在内六孔的尖角处，有明显的淬火的尖角处，有明显的淬火裂纹，如箭头所指；裂纹，如箭头所指；5 5号件号件也有内部缺陷，如箭头所也有内部缺陷，如箭头所指。这三个断口都无疲劳指。这三个断口都无疲劳特征，而只具有一次断裂特征，而只具有一次断裂的特征。断口呈瓷状，有的特征。断口呈瓷状，有相当多的内点（结晶状）。相当多的内点（结晶状）。3 传动齿轮失效分析（2）8E1508E150型柴油机齿轮失效型柴油机齿轮失效 失效的柴油机安装于渔船上，功率为失效的柴油机安装于渔船上，功率为198198千瓦，工作时转速千瓦，工作时转速750750转分，在使用转分，在使用70

21、0700多小时后，发生大舵齿轮断齿而引起多小时后，发生大舵齿轮断齿而引起柴油机损坏事故。该齿轮材料为柴油机损坏事故。该齿轮材料为4545号钢，齿轮制造工艺为号钢，齿轮制造工艺为锻锻造造正火正火粗加工粗加工调质调质精加工精加工滚齿滚齿齿面淬火齿面淬火磨齿。磨齿。事故发生后拆下齿轮，发现从齿轮上断下数只齿，并掉下一事故发生后拆下齿轮，发现从齿轮上断下数只齿，并掉下一大块。大块。齿轮的宏观断口形貌特征如图齿轮的宏观断口形貌特征如图1212、1313、1414所示所示;电子断口图电子断口图象如图象如图1515所示；所示；该柴油机齿轮断裂属多源疲劳断裂。引起疲劳的主要原因是该柴油机齿轮断裂属多源疲劳断裂

22、。引起疲劳的主要原因是由于由于热处理工艺控制不当，齿根及齿侧面未淬硬热处理工艺控制不当，齿根及齿侧面未淬硬，经显微硬，经显微硬度测量结果仅为度测量结果仅为HRC2628HRC2628，因此造成齿根部材料的疲劳强度，因此造成齿根部材料的疲劳强度远低于设计要求，而齿根处所受工作应力较高，故导致在齿远低于设计要求，而齿根处所受工作应力较高，故导致在齿根处产生早期疲劳断裂。根处产生早期疲劳断裂。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：齿轮上齿轮上掉块的断口形貌。在断掉块的断口形貌。在断口上能观察到贝壳状条口上能观察到贝壳状条纹，裂源区有许多宏观纹，裂源区有许多宏观疲劳台阶条纹，裂源产疲劳台阶条纹，裂源

23、产生于齿根处，并有多个生于齿根处，并有多个疲劳源。疲劳源。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：上图掉块的另一断面宏上图掉块的另一断面宏观形貌，观形貌，同样具有宏同样具有宏观疲劳台阶、贝壳状条观疲劳台阶、贝壳状条纹及多源等特征。另外纹及多源等特征。另外由于断口保护不当，断由于断口保护不当，断面上有较严重的锈斑。面上有较严重的锈斑。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：在齿在齿轮上掉下的数只断齿轮上掉下的数只断齿中的一只，其宏观形中的一只，其宏观形貌同样有贝壳状条纹、貌同样有贝壳状条纹、疲劳台阶及多源等特疲劳台阶及多源等特征。征。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：对断口作对断口作SEM

24、SEM观察，观察，可看到裂纹源起始可看到裂纹源起始于齿根表面，并能于齿根表面，并能观察到裂纹向内扩观察到裂纹向内扩展的台阶条纹。展的台阶条纹。3 传动齿轮失效分析（3）大型推土机被动齿轮失效大型推土机被动齿轮失效断裂失效的构件系大型推土机被动齿轮，热处理工艺为断裂失效的构件系大型推土机被动齿轮，热处理工艺为渗渗碳后淬火及回火碳后淬火及回火。热处理后，由于该齿轮发生形变，采热处理后，由于该齿轮发生形变，采用局部用局部加热后校正再进行回火加热后校正再进行回火。四个月后，在磨内孔时发。四个月后，在磨内孔时发现该齿轮开裂。现该齿轮开裂。大型推土机被动齿轮宏观断口形貌如图大型推土机被动齿轮宏观断口形貌如

25、图1616所示。所示。根据断口的形貌特征可断定：被动齿轮断裂失根据断口的形貌特征可断定：被动齿轮断裂失效是由于构件基体内含氢虽较高使其脆化，并在较大的拉效是由于构件基体内含氢虽较高使其脆化，并在较大的拉应力共同作用下产生开裂的。而基体内氢含量过高的来源应力共同作用下产生开裂的。而基体内氢含量过高的来源在于渗碳过程中在于渗碳过程中应用了煤油、三乙醇胺饱和链羟和不饱和应用了煤油、三乙醇胺饱和链羟和不饱和链羟的混合物，在高温下产生大量氢，加上在低温回火中链羟的混合物，在高温下产生大量氢，加上在低温回火中回火不充分回火不充分(原回火时间仅为原回火时间仅为2 2小时小时)，而构件较大，回火时而构件较大，

26、回火时间太短，造成构件基体内仍保留较高含量的氢，在外加较间太短，造成构件基体内仍保留较高含量的氢，在外加较大的正应力作用下导致氢脆断裂。大的正应力作用下导致氢脆断裂。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：可观察到许多裂纹沿中心可观察到许多裂纹沿中心花键轴槽底呈放射状开裂。花键轴槽底呈放射状开裂。根据裂纹的形状可看出，根据裂纹的形状可看出，键槽开裂时受应力较大。键槽开裂时受应力较大。该花键轴槽底角呈直角。该花键轴槽底角呈直角。3 传动齿轮失效分析（4）滚筒式采煤机齿轮失效滚筒式采煤机齿轮失效 EDW-300-LEDW-300-L滚筒式采煤机齿轮材质为滚筒式采煤机齿轮材质为17CrNiM06E1

27、7CrNiM06E钢，热处理工钢，热处理工艺为调质处理，在运行中断裂。齿轮轮齿宏观断口形貌如图艺为调质处理，在运行中断裂。齿轮轮齿宏观断口形貌如图1717所示，具有疲劳断裂的宏观特征，电子显微图象如图所示，具有疲劳断裂的宏观特征，电子显微图象如图1818所示。所示。综上分析，综上分析，可知可知17CrNiM06E17CrNiM06E钢齿轮轮齿断裂属单向弯曲低周疲钢齿轮轮齿断裂属单向弯曲低周疲劳断裂，裂源区基本上呈现沿晶及穿晶准解理断裂形貌；劳断裂，裂源区基本上呈现沿晶及穿晶准解理断裂形貌；随着随着裂纹生长，疲劳扩展速率逐渐增加，即疲劳辉纹增大。瞬断区裂纹生长，疲劳扩展速率逐渐增加，即疲劳辉纹增

28、大。瞬断区为准解理形貌特征。为准解理形貌特征。图象说明：图象说明：单齿弯曲低周疲劳裂纹与齿轮齿槽单齿弯曲低周疲劳裂纹与齿轮齿槽成倾斜断裂。齿轮轮齿裂纹由工作成倾斜断裂。齿轮轮齿裂纹由工作面齿根部位萌生及扩展，裂纹扩展面齿根部位萌生及扩展，裂纹扩展方向由工作面指向非工作面，裂纹方向由工作面指向非工作面，裂纹扩展过程方向不断变化，最后到达扩展过程方向不断变化，最后到达非工作面形成断口。轮齿断口周围非工作面形成断口。轮齿断口周围较平坦，这可能是由于硬化层所致。较平坦，这可能是由于硬化层所致。轮齿裂纹成扇形向内部扩展。轮齿裂纹成扇形向内部扩展。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：采煤机齿轮轮齿断口

29、。采煤机齿轮轮齿断口。裂源区的电子图象为沿裂源区的电子图象为沿晶脆性断裂形貌特征。晶脆性断裂形貌特征。3 传动齿轮失效分析（5）锥形齿轮的断裂失效锥形齿轮的断裂失效 小汽车用锥形齿轮选用小汽车用锥形齿轮选用18CrMnTi18CrMnTi材料，经渗材料，经渗碳、淬火后低温碳、淬火后低温回火处理回火处理，表面渗碳层硬度，表面渗碳层硬度HRC5658HRC5658。服役的时间很短，在。服役的时间很短，在一次突然起动时绝大多数齿自根部断裂失效，见图一次突然起动时绝大多数齿自根部断裂失效，见图1919。宏观。宏观断口平整，隐约可见材料轧制流线与齿面平行，故呈现较大断口平整，隐约可见材料轧制流线与齿面平

30、行，故呈现较大的脆性，断口上未发现疲劳痕迹。的脆性，断口上未发现疲劳痕迹。金相检查：渗碳层厚金相检查：渗碳层厚0.50.8mm0.50.8mm（不均匀）。除渗碳层有网（不均匀）。除渗碳层有网状渗碳体析出外，其金相组织仍属正常。状渗碳体析出外，其金相组织仍属正常。3 传动齿轮失效分析图象说明：图象说明：锥形齿轮断口宏观锥形齿轮断口宏观形貌。形貌。1212个齿中有个齿中有8 8个齿从齿根部位个齿从齿根部位断裂，一个齿从齿断裂，一个齿从齿根开裂，而只剩三根开裂，而只剩三个齿尚处于完好状个齿尚处于完好状态。宏观断口较平态。宏观断口较平整，结晶状的闪点整，结晶状的闪点也较多，未发现疲也较多，未发现疲劳象

31、征。劳象征。4 结语结语(1)(1)失效齿轮的化学成分满足失效齿轮的化学成分满足GB/T3077-1999GB/T3077-1999合金结构钢合金结构钢中中20CrMnTi 20CrMnTi 材料的要求。材料的要求。(2)(2)失效齿轮心部由于预备热处理不合适失效齿轮心部由于预备热处理不合适,强度达不到性能要强度达不到性能要求。求。(3)(3)渗碳热处理使齿面部位达到了硬度及渗碳深度的要求渗碳热处理使齿面部位达到了硬度及渗碳深度的要求,但但渗碳不均匀渗碳不均匀,齿轮侧面硬度达不到要求。齿轮侧面硬度低，耐齿轮侧面硬度达不到要求。齿轮侧面硬度低，耐磨性较差磨性较差,这是失效的主要原因。这是失效的主要原因。Thanks