45钢轴的疲劳断裂分析

45钢轴在台架试验过程中发生断裂,对失效件进行外观观察、断口宏微观观察,结合零件在试验过程中的受力状况,判断该轴属扭转疲劳断裂,断裂位于沟槽处,该部位存在应力集中效应,且表面未经强化处理,并对轴的最大切应力和疲劳寿命的安全系数进行计算。结果表明：轴的疲劳开裂与沟槽导致的应力集中系数提高以及表面未经强化有关,随着循环载荷的作用,裂纹不断扩展直至断裂。     

45钢拖拉机曲轴断裂分析

用45钢制造的拖拉机曲轴在服役过程中经常断裂,大多数发生在曲柄与轴颈过渡圆角处,对断口和失效原因进行分析。结果表明,过渡圆角处的强度低是造成曲轴早期断裂的主要原因。通过提高曲轴淬透性和过渡圆角处强度,解决了断裂问题。     

钎头套筒疲劳断裂失效分析

 运用金相、SEM观察等试验手段,从断口形貌、夹杂物、显微组织和硬度方面对两个45CrNiMoV钢钎头套筒断裂原因进行了对比分析。结果表明：疲劳源区平整光滑,主要是拉压应力起主导作用,疲劳扩展断裂面是约呈45°方向的斜面,剪切应力在起主导作用,最终由于材料承载面积减小,材料瞬时断裂。钎头断裂源位于套筒最薄处。疲劳裂纹扩展阶段占总的疲劳寿命期的比例较小,提高疲劳裂纹扩展的门槛值,减少疲劳源的产生才能使钎头获得高疲劳寿命。     

45钢螺栓断裂失效分析

对45钢连接螺栓断裂件的显微组织、断口形貌、硬度和抗拉强度进行了观察分析和测试.结果表明,螺栓头部圆周外缘部分组织为正常回火索氏体,但其心部和螺杆部分出现非正常的网状铁素体和珠光体组织,降低了零件的硬度和强韧性,是导致螺栓断裂的主要原因.另外,螺栓加工头部支承面到螺杆颈部的肩胛根部没有过渡圆弧,也是螺栓断裂失效的一个原因.     

45钢齿轮断裂失效分析

图1为某企业电动工具上使用的45钢齿轮示意图,其热处理工艺为正火后调质,在工作中经常因断裂而失效。针对这一情况,对送检的已断裂失效的齿轮进行了金相组织和硬度分析。     

表面强化材料的韧性对疲劳性能及断裂性质的影响

对45钢正火态软氮化处理前后的旋转弯曲疲劳性能及其断口进行了定量和电镜分析。从断裂力学观点分析了疲劳最后断裂性质。结果表明:疲劳最后断裂性质取决于材料的强度和韧性。同时,冲击疲劳试验表明:软氮化处理使冲击疲劳性能劣化,这是因表面硬化层约束了柔软心部,使整体材料的韧性变差的结果。因此,表面硬化处理时,在保证设计要求的条件下,尽量减少层深,以保证材料有适应的韧塑性。     

45Mn2传动轴断裂分析

理化分析方法对４５Ｍｎ２钢传动轴断裂进行分析,认为热加工温度过高是传动轴断裂的主要原因。根据分析结果提出相应的改进建议。     

3Cr13钢柴油循环泵主轴断裂失效分析

采用X射线荧光光谱仪、光学显微镜、布氏硬度计、拉伸试验机、冲击试验机、扫描电镜等,对3Cr13钢柴油循环泵的主轴断裂原因进行分析。结果表明:3Cr13钢的化学成分、硬度及力学性能均符合技术要求,冲击吸收能量严重偏低;显微组织中含有颗粒网状碳化物,增加了材料脆性;轴径变化台阶处直角过渡,缺乏应有的过渡圆角,易形成应力集中。断裂类型属于疲劳断裂,主轴轴径变化台阶处直角过渡的加工缺陷所形成的应力集中是造成其快速疲劳断裂的主要原因。     

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针对用40Cr钢制造的重载车轮轴在试车过程中的断裂,具体分析了其宏观和微观断口形态以及轮轴各部位的显微组织特征等,特别就车轮轴断裂性质及其本质原因进行了相关分析和讨论。最终认为：轮轴的断裂属典型的旋转弯曲疲劳断裂,疲劳起源于轮轴根部。轮轴根部表面未经淬火,同时存在磨损条带和表面微裂纹,是导致了轮轴疲劳断裂的主要原因。     

水泵轴的断裂失效分析

通过宏观和微观的断口形貌观察、理化检验 ,认为水泵轴的断裂属于疲劳断裂 ,原因是强度不足 ,并提出了有关设计、生产和维修的建议。改进了设计后 ,没有再出现水泵轴在使用中断裂的事故。     

电机轴疲劳断裂失效分析

通过扫描电镜（SEM）,能谱（EDS）和金相分析等方法对电机轴疲劳断裂失效原因进行了分析,发现疲劳裂纹源为轴表面的环状切削加工痕迹,轴表面的堆焊层,钢中硫化锰含量过高以及未按要求进行调质处理等因素加速了电机轴的疲劳断裂过程。     

拉钢系统驱动轴的断裂分析

研究了钢轨生产线上拉钢系统驱动轴发生的早期断裂。其断口形貌及裂纹扩展花样表明该轴是因变截面部位严重的应力集中而引起旋转弯曲扭转疲劳断裂。增大圆角半径是防止此类断裂的有效方法。     

摩托车后轮轴断裂分析

采用光学显微镜、扫描电镜、硬度测试等方法，对摩托车后轮轴断裂件进行了分析。结果表明，后轮轴断裂属于脆性断裂，因在其各部位所受载荷不同，呈不同的断裂形式；碳氮共渗工艺选择不当，共渗层过深，表面出现壳状碳氮化合物、内氧化等缺陷组织是造成其断裂的主要原因。     

圆柱螺旋弹簧的正断/切断型疲劳断裂模式与提高其疲劳断裂抗力的途径

结合承受扭转切应力和轴向正应力圆柱体的受力分析,讨论了圆柱螺旋弹簧发生的正应力断裂,纵向以及横向切应力断裂等3种疲劳断裂模式。结果指出,喷丸引入的残余正应力(即应力强化机制)只影响正应力而不影响纵/横向切应力断裂模式的疲劳强度(寿命)。但喷丸引起表面形变层内的组织结构改性(即组织结构强化机制)却能提高所有3种断裂模式的疲劳断裂抗力。     

汽车焊接桥壳失效原因分析

汽车焊接桥壳在台架试验中发生早期断裂。对桥壳的开裂位置、断口的宏微观特征进行观察分析,对桥壳材料的化学成分、硬度和金相组织进行了测试和分析,结合有限元模拟方法,分析桥壳受力。结果表明:断裂发生在下板托焊缝端部,断口呈现明显的疲劳特征;造成断裂的主要原因是板托焊缝端部的应力水平较高,以及焊缝存在未焊透缺陷加剧应力集中,名义应力较大,诱发了疲劳疲劳裂纹源的萌生,提出了提升焊接质量、优化桥壳附件设计等措施,对延长桥壳的疲劳寿命具有指导意义。     

压裂泵泵头体失效分析

压裂作业技术是油气田稳定增产的重要措施,其对压裂泵的质量要求非常高。某油田作业的压裂泵发生多起泵头体交变腔开裂现象,为了研究其失效机理,采用宏观检验、力学性能测试、断口分析及有限元分析等方法对裂纹性质及萌生扩展机理进行分析。结果表明:起始断裂区位于吸入腔与柱塞腔的过渡圆弧处,在交变应力与腐蚀介质的作用下发生腐蚀疲劳开裂失效。对泵头体的设计加工等方面提出了改进建议,为预防同类压裂泵发生疲劳腐蚀提供了参考。     

离合器踏板助力扭簧断裂分析

离合器踏板助力扭簧在行驶2万公里左右时发生多起断裂事故,且断裂位置和形式基本相同,为找出断裂原因,对断裂扭簧进行断口分析、化学成分分析和显微组织分析,并对制造扭簧同批次的钢丝进行力学性能分析和表面缺陷检查,对扭簧的受力进行有限元模拟分析计算。结果表明:扭簧的断裂属单向弯曲大应力疲劳断裂,且裂纹起源于扭簧外表面缺陷处。断裂扭簧在成分、显微组织和表面缺陷等方面均满足标准要求;同批次琴钢丝力学性能满足标准要求。综合分析表明,断裂的主要原因是设计上存在不足,次要原因是扭簧表面存在缺陷。在综合考虑总成匹配和扭力值等因素后,优化了弹簧设计,经台架试验验证和市场检验,取得了满意的结果。     

油管断裂失效分析

采用金相分析、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和荧光分析法等检测了油管断口形貌和成分,综合分析讨论了油管断裂的原因.结果表明,失效油管材质符合N80钢的标准化学成分,油管断裂属于疲劳断裂,裂纹源为油管内壁上的点蚀坑.