飞机平尾大轴断裂故障分析

某型飞机在试验中平尾大轴发生断裂。通过断口的观察分析、颤裂部位的金相分析、硬度检测,确定了平尾大轴的失效模式,并对其断裂原因进行了分析。结果表明,该平尾大轴的断裂性质为腐蚀疲劳断裂,裂纹均起源于衬套与筒体间的定位焊点处;定位焊点处选用了强度远低于基体的08A钢焊丝,导致焊点强度过低,在工作载荷作用下焊点处过早萌生了裂纹,焊接工艺不当是大轴断裂的主要因素;平尾大轴简体内壁涂敷防锈漆的质量较差,导致筒体内壁出现严重腐蚀。裂纹源区有腐蚀坑,且裂纹扩展过程中均有腐蚀特征,说明防腐蚀措施不当引起的腐蚀对大轴断裂也有重要影响。     

23CrNi3Mo钢钎尾断裂失效分析

利用化学分析、金相显微镜、SEM和TEM等手段,从化学成分、组织结构、显微硬度、裂纹形态和断口形貌等方面对失效钎尾进行了分析,对钎尾失效过程中裂纹的萌生与扩展机理以及疲劳失效行为进行了研究。结果表明,钎尾渗碳后外表面碳含量为0.65%,组织为高硬度的孪晶马氏体;心部碳含量为0.23%,组织为韧性较好的下贝氏体。钎尾内外表面均存在应力腐蚀裂纹,裂纹萌生于腐蚀坑底部,扩展方式为穿晶型,腐蚀介质的存在是裂纹萌生与扩展的主要原因,而应力状态、显微组织和夹杂物等对裂纹扩展的影响作用较小。裂纹扩展到一定长度后,在钎尾中心水孔处发生开裂,进而由内向外扩展,最终导致钎尾的断裂失效。     

某活塞销的断裂失效分析

某活塞销在远低于设计寿命的状态下提前发生断裂失效,通过磁粉探伤、断口宏观、微观分析、金相组织检测和表面渗碳层检验等手段对其失效性质及裂纹萌生原因进行了分析。结果表明:该活塞销的断裂性质为疲劳断裂,裂纹起源于销轴内孔孔壁。销轴内孔有高温进入,造成其金相组织转变,弱化了内孔渗层硬度和强度,降低了活塞销心部的抗冲击性能,是其断裂的主要原因;该活塞销基体的非金属夹杂含量较多,酸洗后留下的腐蚀坑易造成应力集中,同时带状组织明显,降低了基体的横向力学性能,二者对裂纹的起源和扩展均有促进作用。     

35CrMoA抽油杆扳手方失效研究

通过宏观观察、理化性能检测、显微组织和断口形貌分析,对35CrMoA抽油杆扳手方失效原因进行了分析。结果表明:抽油杆扳手方的失效形式为典型的腐蚀疲劳断裂,疲劳源位于抽油杆表面腐蚀坑处。腐蚀产物中除含有大量Fe的氧化物外,还有较多的硫化物和各种盐类物质;抽油杆扳手方的显微组织主要为回火索氏体+铁素体。腐蚀坑易于产生疲劳裂纹,裂纹沿硫化物及带状组织扩展,最终导致腐蚀疲劳失效。最后,提出了减少同类抽油杆断裂失效发生的措施。     

润加氢压缩机排气阀螺栓失效分析

采用断口分析、金相检测、硬度测定和光谱分析等方法,分析了润加氢压缩机排气阀螺栓断裂失效的原因.结果表明:断面有明显疲劳辉纹,螺栓为疲劳断裂,且疲劳裂纹源于螺纹根部的制造或安装缺陷以及硫化物腐蚀坑;不合理的热处理造成了材料硬度从表面到心部逐渐增大,这也是导致螺栓断裂失效的重要原因;针对以上失效原因,提出了相应的改进措施.     

35CrMo钢压缩机曲轴断裂失效分析

通过宏观断口、化学成分、金相组织,基体硬度测试、扫描电镜、有限元等方法对断裂的曲轴进行分析。结果表明:断裂为低应力高周疲劳断裂,曲轴表面氮化层存在孔洞和裂纹等质量缺陷导致疲劳裂纹萌生,而表层的魏氏组织和球化体则加剧了裂纹扩展,最终导致曲轴断裂。     

石油钻杆刺穿失效原因分析

某石油钻杆在油田使用过程中发生早期刺穿失效。运用理化检测技术对失效的钻杆进行宏观形貌、化学成分、显微组织、力学性能分析和硬度测定。结果表明,钻井过程中在腐蚀介质的作用下,在钻杆内壁起刺处首先形成腐蚀坑,在复杂交变应力载荷作用下,钻杆表面腐蚀坑底部形成微裂纹并迅速扩展,最终导致钻杆发生腐蚀疲劳失效。为预防此类失效的发生,要严格控制钢管轧制工序,选用合适轧制工具尺寸,提高钢管内外壁表面质量,避免钻杆在油田使用时再次发生腐蚀疲劳失效。     

2A12铝合金动态腐蚀-疲劳耦合失效机理研究

目的 针对某飞机吊挂结构用2A12铝合金开展预腐蚀后的动态腐蚀-疲劳耦合试验,很快发生断裂行为,寻找失效原因并提出解决措施.方法 利用自制的卧式动态腐蚀-疲劳试验装置,开展2A12铝合金预腐蚀后的腐蚀-疲劳协同试验直至样品断裂.同时,对比开展2A12铝合金腐蚀与疲劳交替试验,分析断口腐蚀形貌、元素含量、价态变化,获得2A12铝合金在两种试验方法下的腐蚀疲劳机理.结果 2A12铝合金主要由铝基体以及弥散分布其中的多种合金强化相组成.当有预裂纹时,2A12铝合金在腐蚀与疲劳交替作用下,很快发生疲劳断裂,且裂纹几乎贯穿整个断面,在整个裂纹附近存在较多的腐蚀产物Al2O3.2A12铝合金在预腐蚀后,基体与其表面的氧化膜之间形成腐蚀电池,初期的点蚀孔快速发展成明显腐蚀坑并产生大量腐蚀产物Al2O3,腐蚀坑底部由于应力集中现象而成为裂纹源,在动态腐蚀-疲劳耦合作用下快速萌生裂纹并呈放射状扩展,很快发生疲劳断裂行为,同时裂纹扩展区无腐蚀产物.结论 2A12铝合金用作飞机吊挂结构件时,必须进行表面防腐处理,避免形成腐蚀坑,减缓吊挂结构发生腐蚀-疲劳断裂进程.     

40钢球头挂环的断裂失效分析

输电线路球头挂环在使用过程中发生断裂。通过宏观断口特征、微观断口、化学成分、力学性能和显微组织等对球头挂环进行了断裂原因分析。结果表明,球头挂环在双向循环弯曲载荷作用下发生多源疲劳断裂,疲劳源位于球头挂环两侧次表层,裂纹沿径向由次表层向心部扩展,最后瞬断区位于心部;球头挂环次表层的基材表面尺寸不等的显微凹坑(10～30μm)和硬度较低(184 HV0.05)的脱碳层的存在,使得球头挂环在根部的显微凹坑底部的最大应力集中处萌生裂纹,这是造成球头挂环断裂失效的重要原因。在球头挂环加工以及后续热处理过程中,避免基材表面产生显微凹坑缺陷和防止表面发生脱碳,是减少球头挂环发生疲劳断裂失效的有效措施。     

重型汽车发动机曲轴断裂分析

某重型汽车在正常行驶过程中,发动机曲轴突然发生断裂。对失效曲轴进行硬度测试、金相组织检查及断口宏微观观察等综合分析,结果表明：该曲轴断裂性质为弯曲-扭转疲劳断裂,其断口明显分为3个区域,即疲劳源区、扩展区和瞬断区;曲轴表面硬度比规定硬度值低,问时,材料表层和内部存在较多弥散分布的气孔及Al2O3、MnS等氧化物和硫化物夹杂,在弯矩和扭矩的共同作用下,疲劳裂纹从曲轴轴径油孔下方过渡圆角处等应力集中区域开始萌生,并沿与轴径约呈45°的方向扩展,最终导致曲轴断裂失效。