(2.62)--失效分析案例金属构件失效分析.ppt

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1、混凝土泵车第一臂油缸耳环断混凝土泵车第一臂油缸耳环断裂失效分析裂失效分析 1.1.背景概况背景概况水泥泵车第一节耳环，在泵车使用约水泥泵车第一节耳环，在泵车使用约16001600小时后，最后这小时后，最后这次工作开始伸臂到第三节时，第一节耳环发生断裂。耳环次工作开始伸臂到第三节时，第一节耳环发生断裂。耳环的图纸技术要求，材料为的图纸技术要求，材料为45#45#钢，调制处理，硬度要求为钢，调制处理，硬度要求为220250HBS10/3000220250HBS10/3000。2.2.宏观观察宏观观察断裂发生在耳环根部，如图断裂发生在耳环根部，如图1,2.1,2.将两端断口轻轻对将两端断口轻轻对齐观

2、察，断裂根部没有退刀槽和圆角过渡区域，齐观察，断裂根部没有退刀槽和圆角过渡区域，部分区域有撕裂痕迹，如图部分区域有撕裂痕迹，如图3,4,5.3,4,5.2.2.宏观观察宏观观察观察断裂断口平齐，没有明显塑性变形，在断口观察断裂断口平齐，没有明显塑性变形，在断口的边缘有近似四分之三圈的深约的边缘有近似四分之三圈的深约3.5mm3.5mm的褐色区的褐色区域，与断裂面几乎成域，与断裂面几乎成4545角，如图角，如图6868，2.2.宏观观察宏观观察裂纹起源于边缘褐色端口区域，裂纹扩展区可见裂纹起源于边缘褐色端口区域，裂纹扩展区可见到贝壳状的条纹，见图到贝壳状的条纹，见图9,109,10，瞬间断裂区在

3、断口的，瞬间断裂区在断口的中间大部分区域，断口为粗结晶状断口中间大部分区域，断口为粗结晶状断口 3.3.化学成分分析化学成分分析对耳环进行化学成分分析，结果如下，符合对耳环进行化学成分分析，结果如下，符合45#45#钢钢技术条件要求技术条件要求 4.4.布氏硬度检测布氏硬度检测对耳环进行布氏硬度检测，为对耳环进行布氏硬度检测，为185HBS10/3000185HBS10/3000，低于技术条件要求的，低于技术条件要求的220250HBS10/3000220250HBS10/3000 5.5.金相显微检测金相显微检测显微组织：珠光体显微组织：珠光体+铁素体（魏氏组织铁素体（魏氏组织2 2级），与

4、级），与工艺要求的调制处理（回火索氏体）不相符工艺要求的调制处理（回火索氏体）不相符 5.5.金相显微检测金相显微检测裂纹源区横截面观察，未发现氧化现象裂纹源区横截面观察，未发现氧化现象 6.6.断口微观观察断口微观观察对断口的裂纹源，裂纹扩展区及瞬断区进行微观对断口的裂纹源，裂纹扩展区及瞬断区进行微观形貌观察，裂纹源褐色区域表面氧化严重，无法形貌观察，裂纹源褐色区域表面氧化严重，无法判断断裂形貌判断断裂形貌 6.6.断口微观观察断口微观观察裂纹扩展区可见疲劳辉纹，瞬断区为解理断口裂纹扩展区可见疲劳辉纹，瞬断区为解理断口 7.7.结论结论通过对断裂耳环进行化学分析，组织，硬度等的通过对断裂耳环进行化学分析，组织，硬度等的分析，认为耳环断裂是由于零件热处理工艺不当，分析，认为耳环断裂是由于零件热处理工艺不当，导致材料的综合性能降低。另外，零件加工时，导致材料的综合性能降低。另外，零件加工时，未有圆角过渡，致使该零件工作时首先在应力集未有圆角过渡，致使该零件工作时首先在应力集中的根部产生裂纹，随后在反复加载卸载的外应中的根部产生裂纹，随后在反复加载卸载的外应力作用下，裂纹以疲劳裂纹形式向内扩展，当零力作用下，裂纹以疲劳裂纹形式向内扩展，当零件的有效承载截面积尺寸减小到无法承载外力作件的有效承载截面积尺寸减小到无法承载外力作用时，零件产生早期疲劳断裂。用时，零件产生早期疲劳断裂。