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加油口小轴断裂原因分析

2014-11-17 10:08| 发布者: 虫儿飞| 查看: 848| 评论: 0|来自: 中国电镜网

摘要: 采用化学成份分析,硬度测试,金相检验等方法对20#钢碳素钢加油口小轴使用过程中断裂原因进行分析,结果表明:热处理工艺不恰当是造成加油口小轴断裂的主要原因

加油口小轴断裂原因分析

褚明志

摘要:采用化学成份分析,硬度测试,金相检验等方法对20#钢碳素钢加油口小轴使用过程中断裂原因进行分析,结果表明:热处理工艺不恰当是造成加油口小轴断裂的主要原因

关键词: 热处理 断裂 显微组织

前言:采用20#钢制成的某小轴,在未达到规定次数是发生断裂。小轴的材料为20#钢,该轴使用前的加工工艺流程为:拉拔-去应力退火-冷镦-球化退火。采用断裂件和未断裂件进行对比分析,以找出导致该小轴断裂的原因

1理化检验

1.1硬度测试

分别对该小轴断裂件和未断裂件进行显微维氏硬度测试,试验载荷为1Kgf.结果表明未断裂件和断裂件的硬度分别为241.5HV175HV,由此可见断裂件硬度明显高于为断裂件

1.2化学成分分析

    采用碳硫分析仪和三元素分析仪进行成分分析,发现两个件都不符合GB/T699规定的20#钢成分要求范围,但是元素含量又比较接近。

名称

C

Si

Mn

P

S

要求值

0.17-0.24

0.17-0.37

0.35-0.65

0.040

0.045

断裂件

0.063

0.144

0.383

0.022

0.011

未断裂件

0.066

0.154

0.395

0.022

0.012

1.3金相检验

分别对两个试样在横向和纵向取样,制成试样后磨抛后采用3%-4%的硝酸酒精进行腐蚀在光学显微镜下进行显微组织观察:




从上表可以看出两个都无明显非金属夹杂物,区别在于断裂件的金相组织是铁素体+少量片状珠光体,而未断裂件的金相组织为铁素体+粒状珠光体。断裂件金相组织不符合热处理工艺所要求的粒状珠光体

     2 综合讨论

  同批次两个试样进行对比发现,两个试样化学成分虽不满足国标要求但是两种试样化学成分相差不大,因此成分的不合格并不是造成小轴断裂的主要原因。通过硬度和金相可以看出冷镦后未做球化处理的试样硬度高于球化处理过的试样。相同的材料不同的热处理工艺性能会差别很大,不同的材料采用不同的热处理工艺也能达到相同性能要求,满足设计和使用的实际工作环境。

通过对比试验可以看出材料的差异不是造成产品失效的原因,产品失效的真正原因是产品在冷断后没有进行球化处理,冷锻产生的内应力没有及时释放,在工作一定次数后产生断裂。

3结论和建议

  通过成分检测,硬度测试,金相分析可以发现成分不合格不是产品失效的真正原因,冷镦后未做球化退火是产品失效的真正原因。统一批产品出现这样的现象可能是生产现场比较混乱,为热处理的产品和热处理后的产品没有区分开来导致混进部分未做球化退火的产品。

   建议严格控制生产工艺流程,对生产现场材料的摆放做好标示,可以清楚区分待处理产品和已经做好处理的产品。保证产品质量。

  


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