(2.67)--材控4-30金属构件失效分析.ppt

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1、目录研究背景和意义研究背景和意义轴承简介轴承简介航空发动机轴承失效分析航空发动机轴承失效分析失效原因总结失效原因总结预防失效措施总结预防失效措施总结0102030405一.研究背景和意义背景：2017年12月28日，西科斯基S-92直升机在西富兰克林井口平台着陆时，尾桨控制功能丧失，这受到了公众的高度关注。事件发生后，英国航空事故调查局公布的一个特别公告指出，轴承损坏是事故发生的根本原因。意义：失效分析有助于提高运行和使用的安全性，防止事故的再次发生We have many PowerPoint templates that has been specifically designed to

2、help anyone that is stepping into the world of PowerPoint for the very first time.We have many PowerPoint templates that has been specifically designed to help anyone that is stepping into the world of PowerPoint for the very first time.WHAT MAKES USDIFFERENTDIFFERENT?85%85%二、滚动轴承简介（滚动轴承）二、轴承简介三三.航空

3、发动机轴承失效分析航空发动机轴承失效分析I.失效案例描述某航空发动机地面台架试车过程中参数异常，尾喷口大量喷某航空发动机地面台架试车过程中参数异常，尾喷口大量喷射火星，金属屑末信号器报警，停车过程中转子转动声音异射火星，金属屑末信号器报警，停车过程中转子转动声音异常。分解检查发现高压转子和静子叶片碰磨严重，常。分解检查发现高压转子和静子叶片碰磨严重，2号支点球号支点球轴承钢球磨损严重轴承钢球磨损严重，钢球表面裂纹处伴有剥落现象，钢球表面裂纹处伴有剥落现象II.失效检查1.宏观检查故障钢球整体表面光亮，未见高温变色，故障钢球整体表面光亮，未见高温变色，裂纹长约裂纹长约13 mm，裂纹附近存在剥裂

4、纹附近存在剥落现象。落现象。01 BUSINESS SECTIONWe have many PowerPoint templates that has been specifically designed to help anyone that is stepping into the world of PowerPoint for the very first time.02 BUSINESS SECTIONWe have many PowerPoint templates that has been specifically designed to help anyone that is

5、stepping into the world of PowerPoint for the very first time.2.微观检查（钢球表面剥落区）剥落呈现层状，为多块剥落的叠加2.微观检查（钢球表面剥落区）在放大的剥落区形貌中可见典型的疲劳弧线特征结论：裂纹附近的剥落由结论：裂纹附近的剥落由滚动接触疲劳导致滚动接触疲劳导致2.微观检查（钢球表面剥落区，裂纹放大形貌）碳化物均匀裂纹存在多处分叉3.3.裂纹断口分析（裂纹断口宏观图）裂纹断口分析（裂纹断口宏观图）裂纹断口表面，灰黑色人为打开区，灰白色3.3.裂纹断口分析（裂纹断口与人为打开区交界处放大图）裂纹断口分析（裂纹断口与人为打开区交

6、界处放大图）局部不连续开裂，裂纹未发生扩展3.3.裂纹断口分析（裂纹起始区形貌）裂纹断口分析（裂纹起始区形貌）放射棱线汇聚方向，裂纹起始于表面3.3.裂纹断口分析（裂纹断口表面沿晶形貌）裂纹断口分析（裂纹断口表面沿晶形貌）沿晶断裂形貌：冰糖状晶面上有氧化特征4.材质分析材质分析(1)能谱分析（与能谱分析（与W9Cr4V2Mo比较）4.材质分析材质分析(2)金相组织分析（断口处低倍组织形貌）金相组织分析（断口处低倍组织形貌）未见脱碳现象4.材质分析材质分析(2)金相组织分析金相组织分析裂纹有分叉现象，存在与裂纹有分叉现象，存在与主裂纹不相连的内部裂纹主裂纹不相连的内部裂纹裂纹尖挺，说明它不是在淬

7、火前形成；裂纹扩展以沿晶为主4.材质分析材质分析(2)金相组织分析金相组织分析晶粒粗大，不均匀网状碳化物分析小结：1.接触疲劳剥落，沿晶断裂2.故障钢球在淬火过程中出现了过热过热现象。同时,钢球组织中存在带状碳化物带状碳化物，使贫碳区在热处理过程中过热，从而使钢球在淬火时产生较大变形，易导致淬火裂纹产生3.后续工作中，钢球在淬火裂纹缺陷淬火裂纹缺陷的影响以及周期脉动接触应力周期脉动接触应力作用下发生了接触疲劳剥落4.材质分析材质分析(3)硬度检测（测量结果图）硬度检测（测量结果图）总结：由于淬火温度过高，造成了网状或者半网状的碳化物、粗大的马氏体晶粒以及淬火裂纹；而在粗大的马氏体晶粒组织以及周

8、期接触疲劳应力的影响下，又造成了滚动接触疲劳。解决方案解决方案：在钢球热处理过程中，应严格控制热处理工艺参数在钢球热处理过程中，应严格控制热处理工艺参数，以保证热处理温度和保温时间的稳定，以保证热处理温度和保温时间的稳定四、轴承失效原因总结I.内在因素设计、制造工艺、材料质量a)磨削损伤：磨削损伤使表层软化形成二次淬火层，硬且脆，使之成为滚道表面薄弱区b)尺寸变化：尺寸发生变化，使轴承丧失精度，另外轴承零件的组织和应力处于不稳定状态（比如残余奥氏体组织）c)夹杂物：夹杂物会影响材料的疲劳性能和强度四、轴承失效原因结II.外在因素安装调整、使用保养、维护修理等a)装配不当：装配不当引起轴承运转失去平衡，并且局部可能过载b)润滑：润滑可以冷却，能够保证轴承具有一定的使用寿命c)载荷：当轴承正常工作运转的时候，载荷要在许可值范围内五、预防失效措施总结a)结构设计要合理化b)优化加工工艺c)定期维护保养d)原材料选择合适e)装配要足够精确f)对工作状态进行定期检测和维护g)要进行严格的质量检测与监督敬 请 老 师 批 评 指 正！