某商用车前轴早期疲劳断裂失效模式及原因分析

研究了某商用车前轴在垂直弯曲疲劳试验中的失效模式及失效位置的形貌,前轴的主要断裂位置均位于下受拉面的工字截面、矩形截面和拳头孔内侧。结合前轴的加工、锻造、修磨及强力喷丸等生产工艺过程,系统地分析了前轴失效的主要原因及机理,其原因主要包括:锻造过程中的表面折叠、脱碳,切飞边过程中切边模处缺陷导致的槽状拉痕和折叠,喷丸过程中喷丸强度不足,表面不平,修磨过程中导致的应力集中、微动磨损等。最后,针对上述失效原因,对前轴整个加工过程进行了优化,尤其是关键工艺过程,优化后的前轴疲劳台架试验寿命达到100万次。     

某型号前轴疲劳试验及结果分析

为测试前轴的疲劳寿命,采用台架试验装置对某型号汽车前轴进行了试验,仅运行19.9万次就发生断裂。通过对断口的观察分析、断口部位的金相分析、硬度检测等方式,确定了前轴的失效模式,并对其断裂失效原因进行了分析。研究结果表明:汽车前轴的断裂性质为疲劳断裂,裂纹源起源于锻件飞边表面,该处存在较明显的沟槽;锻件表面的加工沟槽形成的附加应力集中是造成前轴疲劳断裂的主要原因;加工沟槽可能由于切边模的磨损而产生,因此切边模刃口需及时修整。     

下摆臂断裂失效分析

某乘用车下摆臂本体由F45MnVS锻造成型,该车下摆臂本体在行驶1 000 km左右出现断裂。为找出断裂原因,对断裂下摆臂本体进行了断口分析、化学成分分析、力学性能检测和显微组织分析,随后对同批次的下摆臂本体又进行了力学性能检测与金相组织检查,结果表明：下摆臂本体断裂属单向弯曲疲劳断裂,裂纹起源于下摆臂本体表面锻造折叠处。综合分析表明：下摆臂断裂的根本原因是材料表面存在折叠所致。     

汽车前轴左主销孔外侧断裂失效分析

对断裂汽车前轴左主销孔外侧部位的金相组织、力学性能和化学成分及断口形貌特征进行了测试和分析.结果表明,前轴锻造成型后的热处理工艺不当,造成主销孔处材料表面脱碳并产生网状及针状铁素体,降低了零件的强度及硬度,导致该部位的抗疲劳强度降低,从而造成汽车前轴发生疲劳断裂.     

某油田管式泵柱塞断裂原因分析

针对某油田一起管式泵柱塞断裂失效事故,采用化学成分分析、金相分析、断口形貌分析、腐蚀产物分析等方法,系统研究了该管式泵柱塞断裂原因。结果表明:该柱塞断裂属于腐蚀疲劳断裂,柱塞在斜轧穿孔过程中形成的大量内表面折叠缺陷是诱发腐蚀疲劳断裂的主要原因。     

一种新发动机活塞销的失效分析

一种新试制的发动机活塞销在进行发动机试验时发生断裂,通过扫描电镜对活塞销断口进行分析.结果表明,导致活塞销失效的主要原因是活塞销内表面在发动机装配使用前存在折叠裂纹.通过工艺分析和对半成品活塞销的检验,发现折叠裂纹是在活塞销冷挤压时产生的.     

TA15钛合金锻件裂纹分析

TA15钛合金锻件在加工过程中,发现加工表面存在裂纹。通过对裂纹形态、裂纹断口的宏微观特征、裂纹金相、材质组织及硬度等检测与分析,得出了裂纹性质及产生原因,并通过裂纹断口温色对比分析以及断口微区成分分析,获得了裂纹产生的温度范围。结果表明,TA15钛合金裂纹为锻造折叠裂纹,折叠裂纹在锻造过程中发生了扩展。裂纹主要是由于表面没有清理干净的氧化皮卷入所致。裂纹左侧棕红色断口形成温度高于800℃,右侧灰色断口形成温度不高于500℃。     

40Cr商用车前轴早期断裂失效分析

为探讨40Cr商用车前轴在装车后早期出现断裂失效现象,通过对断口进行宏、微观分析,确定该断裂属于典型晶间脆性断裂。结合金相组织检查、力学性能测试与应力分析探讨了断裂原因,一是由于前轴锻后淬火时,颈部截面心部冷却速度较慢,析出大量网状铁素体与粗大针状马氏体,并且该部位回火不充分,形成少量韧性较差的回火托氏体,不合理的热处理工艺导致颈部截面心部区域力学性能明显低于边缘区域;二是由于车辆行驶时,该处在交变载荷的作用下产生原始裂纹,当车辆制动时,此处实测剪切应力低于许用剪切应力,导致心部裂纹迅速扩展,最终边缘区域过载导致前轴断裂。     

汽车前轴断裂失效分析

对汽车前轴的断口形貌、化学成分、硬度及金相组织进行了测试分析。结果表明,前轴锻造成型后的热处理工艺不当,产生了网状及针状的铁素体组织并且晶粒粗大,降低了零件的冲击韧度和塑性,导致该部位的抗疲劳强度降低,从而造成汽车前轴发生疲劳断裂。     

切取断口的简单方法

分析断裂原因或断裂机理的最好办法是用扫描电镜进行断口形貌分析。为了使断口在切取时不受污染,往往用AC试纸覆盖在断口表面进行保护,但是,AC试纸却难以清除干净。特别是凸凹不平较大的断口,AC试纸往往嵌在较深的韧窝中,使清理工作变得更加复杂。若不覆盖AC试纸而直接在锯床上慢慢切,则硬度较高的试样就无法加工。几年来,我们摸索出一种快速切取断口而又便于清洗的好办法:将断口沾上干净的机油或变压器油(油不应受到污染)就可将试样放在金相砂轮切样机上快速切取,只要冷