连接螺栓的失效分析

某构件进行疲劳性能试验时,连接螺栓发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及化学成分检测,确定了连接螺栓的断裂性质和原因。结果表明：连接螺栓的断裂性质为微动疲劳;断裂原因是球轴承上由于某种偶然因素形成缺口,导致球轴承上裂纹的萌生和扩展,球轴承裂纹的产生使得连接螺栓与球轴承之间的预紧力减小,局部松动而产生不均匀接触,在径向有规律的往复载荷作用下,导致连接螺栓产生微动磨损,进而发生微动疲劳断裂。     

500GF-3RJ燃气发电机组连杆断裂分析

500GF-3RJ型燃气发电机组的连杆,仅仅运行了60 h后突然发生断裂,进行了化学成分、金相组织及扫描电镜断口分析,并对连杆进行了应力分析。结果表明,连杆螺栓连接加工表面转角的过渡圆角处存在粗糙的加工刀痕,在连杆转角部位产生了很大的应力集中,是导致连杆发生疲劳断裂的主要原因,而失效连杆的金相组织中存在铁素体和魏氏组织引起硬度及强度的降低,对连杆疲劳裂纹的萌生和扩展起到了加速作用。     

双头螺栓断裂失效分析

M30×410 mm的双头螺栓在使用中发生了断裂。通过宏观检查、断口扫描、金相检查、化学成分测定、力学性能检测、硬度梯度检测等方式对断裂原因进行分析。结果表明：螺栓的显微组织、化学成分、力学性能正常;螺栓断口具有典型的疲劳断裂特征,其断裂形式为疲劳断裂;螺栓断裂的主要原因是螺栓杆部表面产生的微裂纹在交变应力的持续作用下逐步扩展,最终造成螺栓的断裂。     

某型直升机尾梁蒙皮开裂的失效分析

某型号旋翼直升机飞行过程中发生异常震动,检查发现尾梁站位BS 135.00附近的尾传动轴整流罩固定支架铆钉处有沿尾梁周向扩展的裂纹。对裂纹断口进行了宏观和微观观察、化学成分分析、金相组织检查和硬度检测,并利用有限元分析方法对尾梁结构进行模态分析,计算出尾梁结构的固有频率与振型。最后,结合模态分析结果和维护手册上的要求,对蒙皮产生裂纹的原因进行综合分析。结果表明:蒙皮裂纹的失效模式为疲劳断裂;尾桨振动超标,使其与尾梁产生共振,是裂纹产生的主要原因。     

开口销断裂分析

发动机在分解检查时发现,顺航向左侧α1作动筒与支架固定销轴上的开口销发生断裂。通过外观检查、断口宏微观分析、表面检查、成分分析、组织检查、硬度检查等手段和有限元分析,对故障开口销的断裂性质和断裂原因进行分析。结果表明:故障开口销材质硬度值偏高,不符合标准要求;故障开口销断裂的性质为疲劳断裂;故障开口销在发动机工作过程中与作动筒支架侧表面发生周向摩擦,开口销内弧表面产生弯曲应力,再加上源区附近表面的磨损影响,最终导致其疲劳断裂。     

连杆螺栓断裂失效分析

发动机连杆螺栓发生断裂失效,通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及拉伸性能测试、螺纹尺寸测量和化学成分分析,对连杆螺栓断裂原因进行了分析。结果表明：螺栓的断裂性质为疲劳断裂;螺栓的金相组织及化学成分未见异常,硬度及拉伸性能符合要求,螺纹尺寸不符合标准要求。综合分析认为：螺栓发生松动是螺栓断裂的根本原因;螺栓松动与装配时预紧力过小和螺纹直径偏小有关。针对断裂原因,提出了预防措施。     

双头螺柱断裂失效分析

M30×410 mm的双头螺柱在使用中发生了断裂。通过宏观检查、断口扫描、金相检查、化学成分测定、力学性能检测、硬度梯度检测等方式对断裂原因进行分析。结果表明,螺柱的显微组织、化学成分、力学性能正常;螺柱断口具有典型的疲劳断裂特征,其断裂形式为疲劳断裂;螺柱断裂的主要原因是螺柱杆部表面产生的微裂纹在交变应力的持续作用下逐步扩展,最终造成断裂。     

重整氢压缩机连杆螺栓断裂失效分析

某60万吨/年重整氢压缩机的两根35CrMoA钢连杆螺栓在运行过程中发生断裂失效,对断裂连杆螺栓的断口形貌进行了分析,同时对其化学成分、金相组织和硬度等进行了理化分析。结果表明,断裂连杆螺栓的组织分布不均匀、硬度偏差较大,扫描电镜观察断口发现存在有多个疲劳源。对相同材料的35CrMoA钢棒料进行与失效螺栓相同的热处理,分析其金相组织和硬度,并与失效螺栓进行对比,表明断裂连杆螺栓的调质热处理不善,导致组织分布不均匀、夹杂物较多,螺栓的力学性能下降,在交变载荷的作用下,最终发生早期疲劳失效。     

不锈钢螺栓断裂原因分析

飞机在飞行一段时间后,输油管卡箍上的螺栓发生断裂。通过宏观检查、基体材料化学成分分析、断口宏观微观分析、能谱分析、硬度测试和金相检验等方法对断裂螺栓进行了分析。结果表明:螺栓的断裂性质为应力腐蚀;环境介质和工作应力的共同作用,使螺栓在应力集中的T型连接处产生应力腐蚀断裂;未按要求状态进行最终热处理导致螺栓组织异常、硬度偏高,从而增加了螺栓的应力腐蚀敏感性,对断裂的发生起到了促进作用。     

往复式压缩机连杆的失效原因

某企业乙二醇回收气往复式压缩机连杆大头盖及其紧固螺栓发生了断裂事故。对该连杆大头盖和紧固螺栓进行了断口宏观形貌、材料化学成分、扫描电镜、显微组织等的检验分析。结果表明:造成此次压缩机事故的主要原因是压缩机连杆螺栓预紧力不足导致连杆两瓦之间存在间隙,造成该部位螺栓表面产生微动磨损诱发裂纹源,产生疲劳断裂,进而导致连杆大头盖断裂、连杆发生弯曲变形。     

杆端关节轴承失效分析

针对直升机杆端关节轴承杆端体多次出现断裂故障进行失效分析,通过断口宏微观观察、材质检测、能谱分析、裂纹源周围特征观察以及疲劳试验件断口分析等,结合对未装机国产件和进口件杆端体内壁加工表面观察对比,分析出故障件的断裂性质为疲劳断裂,断裂起源于杆端体内壁与轴承外圈的微动磨损处,故障件发生微动磨损的原因与杆端内壁表面加工方式不合理有关。为深入查找原因,对改进工艺后的同一型号国产件通过不同装配方式进行疲劳试验性能分析和疲劳断裂件失效分析,得出采用温差装配改进后的轴承可最大程度的降低发生疲劳断裂的风险。     

热处理对中频感应重熔NiCrBSi涂层抽油光杆性能的影响

采用火焰热喷涂-中频感应重熔技术在20CrMo抽油光杆基体表面制备NiCrBSi涂层并进行热处理,采用扫描电镜、显微硬度计、X射线应力测试仪、万能试验机和疲劳试验机等仪器,研究了热处理工艺对涂层光杆组织、硬度、表面应力、力学性能和疲劳性能等方面的影响。结果表明,中频感应重熔NiCrBSi涂层的制备和热处理对光杆基材表层组织、硬度和表面应力影响较大,热处理温度对涂层的硬度影响不显著;涂层制备和热处理会显著降低杆体的疲劳性能,重熔处理工艺的抗拉强度最大但塑性指标很差,并在疲劳试验中出现典型脆性断口,高温热处理工艺可以使涂层光杆获得较好的拉伸力学性能;普通20CrMo抽油光杆以磨损、腐蚀和疲劳断裂为主要失效原因,而NiCrBSi涂层/20CrMo光杆疲劳性能的显著降低可能成为其失效的主要原因。     

60Si2MnA弹条断裂分析

60Si2MnA钢制弹条进行疲劳寿命试验,未达到规定的疲劳寿命时发生断裂.通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度检测、化学成分检测,对弹条断裂原因进行了分析.结果表明:弹条断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂,其断口明显分成疲劳源区、扩展区和瞬断区3个区域,疲劳源区位于弹条表面;弹条断裂主要原因与弹条表面质量差有关,弹条表层存在脱碳层导致弹条抗疲劳性能降低,也是弹条疲劳断裂的又一原因.     

汽车转向横拉杆失效原因分析

某公司的汽车转向横拉杆在使用过程中多次发生断裂.通过对转向横拉杆的断口形貌,材质的金相组织、化学成分和硬度,受力情况及结合有限元对转向横拉杆断裂原因进行了分析.结果表明:造成转向横拉杆断裂的主要原因为拉杆在汽车行驶过程中受到异常冲击力而发生弯曲,从而造成弯曲部位的受力状态发生变化,导致转向横拉杆发生双向弯曲疲劳断裂.     

Improvement of Mechanical Properties of Martensitic Stainless Steel by Plasma Nitriding at Low Temperature

A series of experiments were carried out to study the influence of low temperature plasma nitriding on the mechanical properties of AISI 420 martensitic stainless steel. Plasma nitriding experiments were carried out for 15 h at 350℃ by means of DC- pulsed plasma in 25%N2＋ 75%H2 atmosphere. The microstructure, phase composition, and residual stresses profiles of the nitrided layers were determined by optical microscopy and X-ray diffraction. The microhardness profiles of the nitridied surfaces were also studied. The fatigue life, sliding wear, and erosion wear loss of the untreated specimens and plasma nitriding specimens were determined on the basis of a rotating bending fatigue tester, a ball-on-disc wear tester, and a solid particle erosion tester. The results show that the 350℃ nitrided surface is dominated by c-Fe3N and ON, which is supersaturated nitrogen solid solution. They have high hardness and chemical stabilities. So the low temperature plasma nitriding not only increases the surface hardness values but also improves the wear and erosion resistance. In addition, the fatigue limit of AISI 420 steel can also be improved by plasma nitriding at 350℃ because plasma nitriding produces residual compressive stress inside the modified layer.     

发动机齿轮和轴承失效分析

发动机返厂检查发现上垂直锥齿轮及轴承磨损严重.为分析齿轮和轴承失效的原因,对故障件进行了外观检查、电镜观察、成分分析、硬度检测和金相分析,并通过对结构的受力状态分析和外场调研,对故障件磨损性质、故障原因进行了综合分析与讨论.结果表明:上垂直锥齿轮及轴承的失效模式是接触疲劳磨损,而导致轴承和上垂直锥齿轮发生接触疲劳磨损的...     

电动机石墨轴承断裂分析

电动机经修理后进行试验,发现信号指示灯不亮。测量发现黄线和红线断路,分解检查发现C相电路中温度保险丝熔断,石墨轴承断裂损坏。电动机内与石墨轴承接触的相关零件进行外观观察、体视检查、组织检查、硬度测试,对石墨轴承的断口进行微观分析,以查明石墨轴承断裂原因。结果表明:电动机石墨轴承受热损伤后产生过载断裂;石墨轴承端面与转子钢制端面工作中相互摩擦导致热损伤;建议控制电动机石墨轴承与转子端面的安装间隙,以减小相互摩擦导致的热损伤。     

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针对某汽车厂家用轮胎螺栓在使用过程中发生断裂的问题,使用金相显微镜、洛氏硬度计、原子荧光光谱仪、碳硫仪等仪器进行分析。结果表明:轮胎螺栓断裂是由于受力不均,局部存在应力集中,致使杆部受挤压产生变形和磨损,诱发了疲劳裂纹的萌生。在交变应力的继续作用下,疲劳裂纹进一步扩展,最终导致疲劳断裂。     

飞机副翼传动杆断裂分析

近年来发生3起飞机副翼传动杆断裂/裂纹故障,普查又发现25根传动杆套筒存在裂纹,此故障严重影响飞行安全.对传动杆断口的宏、微观特征进行观察与分析,测量和计算传动杆与机翼结构间隙和传动杆强度,并进行了飞机地面和空中振动强度测量等工作.结果表明:传动杆A的断裂性质为双向弯曲疲劳断裂,其断裂是由于相连的传动杆B受激振动,与传...