柴油机滚轮表面产生裂纹的分析

针对柴油机滚轮在磨削和表面浸渍处理之后产生的表面裂纹进行了实验分析。结果表明：因磨削而在滚轮表面及次表面产生较大的残余拉应力及表面浸渍介质的腐蚀作用是产生表面裂纹的主要原因。     

48MnV钢曲轴裂纹分析

某曲轴轴颈经磁探伤发现有微裂纹,经裂纹形貌观察、能谱分析、轴颈表面残余应力测试及显微硬度分析等,确定失效曲轴轴颈裂纹为磨削裂纹。裂纹的产生主要是由于砂轮磨削量过大,磨削的瞬间温度过高而且集中在工件表面层的局部部位,造成工件表面层显微组织的局部转变为回火托氏体;组织的变化不但使轴颈表面产生二次收缩,而且还产生很大的组织应力;同时磨削烧伤让轴颈表面产生低温回火脆性,碳化物沿晶界析出,导致沿晶开裂。     

QT800—2凸轮轴磨裂产生的原因及对策

通过金相分析，表面应力测定及热处理工艺实验研究了ＱＴ８００－２凸轮轴等温淬火后磨削裂纹产生的原因及解决办法。结果表明，组织中存在的脆性相、马氏体与残余奥氏体的成分不均匀区域及磨削产生的温度和应力是导致其磨削裂纹产生的主要原因，这些缺陷可以分别通过改善热处理工艺，减少磨削加工余量进给量等措施得到改善。     

滚轮磨削裂纹的产生机理及改进措施

从原材料、热处理显微组织和磨削工艺3个方面对12CrNi2A钢滚轮产生裂纹的原因进行分析,并进行磨削工艺试验。结果表明,原材料和热处理不是导致裂纹的原因,裂纹是由于磨削进给量过大造成的,通过减少磨削进给量,可消除磨削裂纹的产生。     

预应力干磨削加工40Cr工件表面微结构损伤

表面残余应力、表面烧伤、磨削裂纹等表面微结构损伤是评价零件表面质量的重要指标,直接影响零件的使用寿命,严重时造成零件失效。为研究预应力干磨削加工零件表面微结构损伤特征及规律,以40Cr材料为载体,开展预应力磨削加工试验研究,检测残余应力、硬度,并采用SEM、EDS等方法分析表面层形貌和化学成分。结果表明,试件加工表面存在淬硬现象,预应力对工件表层残余应力有较好的抑制作用,表层残余拉应力随磨削深度增大而增大,随预应力增大而减小。磨削深度对熔融涂覆及表面微裂纹损伤影响程度较大,磨削烧伤表面形成氧化膜会影响零件使用性能。预拉应力通过改变残余应力状态而对表面磨削微裂纹损伤起到抑制作用。     

喷丸强化消除凸轮磨削裂纹

通过喷丸强化，在凸轮型面上产生残余压应力，改变凸轮型面的应力状态，达到消除磨削裂纹的目的。     

CBN砂轮磨削深度对渗碳淬火钢表面质量的影响

用CBN砂轮对渗碳淬火20Cr钢进行了磨削试验,研究了不同磨削深度对工件表面层硬度、残余应力、表面形貌及组织的影响.结果表明,工件表面质量是由砂轮磨削时产生的磨削力和磨削热对工件共同作用的结果,随磨削深度的增加,表层硬度逐渐降低,残余应力由压应力转化为拉应力;当磨削深度为0.15 mm时,工件严重烧伤,组织由回火马氏体转化为屈氏体,组织内部产生空洞,表面出现微裂纹.     

滚轮滚挤压过程的有限元建模与分析

在试验研究的基础上,通过非线性有限元软件MSC.Marc采用Johnson-Cook流动应力模型对滚轮滚挤压45号钢进行了二维有限元数值模拟,从微观角度了解滚轮滚挤压变形机理并得出在特定条件下滚轮滚挤压后工件表面的残余应力分布;从车削残余应力的角度分析了车削加工对滚挤压效果的影响.模拟结果表明工件最表层的车削拉伸残余应力在滚挤压后转变成了高数值压缩残余应力,它延缓了零件表层疲劳裂纹的萌生和扩展,说明滚挤压过程能极大地改善零件性能.     

磁粉探伤缺陷剖析

磨削裂纹是工件在磨削加工时,由于砂轮变钝、砂轮的粒度和硬度与工件表面硬度不适、冷却剂不适当、进给量过大、磨削速度过快而使磨削材料局部过热,以及热处理后残余应力很高,热应力与残余应力的叠加导致金属表面组织的开裂。图1为Cr12钢复式模典型的磨削裂纹磁粉图。由于工件为整体淬火,表面硬度基本相同,但磨削时并非整个表面同时加工,因此会产生程度不同、形态各异的磨削裂纹,有最严重的蜘蛛网状,有分叉的树枝状,也有较轻的线条状。这些裂纹通常紧密集中而非单个出现,且裂纹一般较浅(擦去磁粉肉眼不可见,工件侧面也无磁粉聚集),磁粉堆积不太高,且磁痕轮廓清晰。     

超声磨削氧化锆陶瓷表面相变与残余应力特征实验研究

针对氧化锆陶瓷的易相变特点,通过对ZTA陶瓷和纳米氧化锆陶瓷进行对比实验,研究了氧化锆陶瓷磨削表面相变特性,分析了磨削表面的残余应力特征.实验结果表明,亚稳态四方相氧化锆的含量以及磨削应力是诱发氧化锆陶瓷产生马氏体相变的主要因素;陶瓷磨削过程中,砂轮的磨削深度越大、磨粒粒径越大,在材料基体中产生的磨削应力越大,从而马氏体相变率增大;纳米氧化锆陶瓷磨削表面产生的残余压应力值大于ZrO2增韧Al2O3(ZTA)陶瓷.通过分析磨削参数对残余应力的影响,验证了马氏体相变可在一定程度上促进残余压应力的产生,从而提高磨削表面的质量.     

立方氮化硼砂轮磨削电瓷瓷套残余应力分析

采用立方氮化硼砂轮磨削电瓷瓷套表面,用X射线衍射法(XRD)分析了其表面所产生的残余应力.结果表明:经立方氮化硼砂轮磨削后电瓷瓷套表面所产生残余应力为拉应力,大小为165.1MPa.电瓷中成分较为复杂(含有玻璃体、多晶体和少量气孔相),主晶相为刚玉(Al2O3Mg2+离子主要存在于玻璃体中,并不固溶于晶相.由于电瓷表而的残余拉应力往往会造成其断裂强度下降,从而导致电瓷瓷套表面容易出现裂纹、崩边和豁口等现象,所以有效控制和降低电瓷表面磨削残余应力就显得非常重要.     

航空发动机高压涡轮叶片叶冠焊后裂纹分析及控制

航空发动机高压涡轮工作叶片阻尼叶冠表面堆焊耐磨层后,发现焊接热影响区存在延迟裂纹。通过基体材料成分分析、金相观察、扫描电镜分析等手段分析裂纹原因,结果表明：裂纹为焊接及磨削残余应力与时效组织应力叠加导致应变集中产生的应变-时效裂纹。通过增加焊前预热、焊后缓冷、焊后立即退火、控制叶片磨削进刀量等措施有效降低裂纹故障率。冷热循环试验表明在正常工作过程中叶片裂纹扩展速率缓慢,一般不会形成封闭裂纹;叶冠边缘处裂纹有向叶冠外侧扩展倾向,可能造成掉块,影响飞行安全。     

平板焊接接头裂纹扩展中残余应力重分布的数值模拟

高强度钢平板焊接接头在焊趾处易萌生表面裂纹,裂纹的产生和扩展均会对其焊接残余应力产生一定的影响,进而影响残余应力对结构疲劳强度影响的评估。首先采用ANSYS的APDL语言编写平板焊接接头残余应力数值模拟程序,得到完整结构的初始焊接残余应力的分布规律。然后采用Zen Crack软件模拟半椭圆型初始表面裂纹,并分析结构在出现初始裂纹后残余应力的分布规律。最后施加循环疲劳载荷进行裂纹扩展分析,得到裂纹扩展中的残余应力的重分布规律。     

表面加工方法对疲劳性能的影响

疲劳试样的制作方法是至关重要的。不适当的制作方法严重地影响疲劳试验结果的准确性。特别是试样的表面状态对疲劳性能影响更大。在极大多数情况下疲劳破坏裂纹是从试样表面开始这一事实进一步肯定了表面状态的设计重要性。因此,获得什么样的表面状态才能准确地反映出材料的疲劳性能是当前值得研究的重要课题。不同的机加工方法得到不同的表面状态。横向磨削能产生残余压应力,纵向磨削则产生残余拉伸应力。残余压应力可以证明是有利减小作用在表面上的有效应力。反之,残余拉伸应力是有害的。机械抛光对疲劳强度的提高是有利的。它不仅能消除磨削     

大滚轮表面开裂原因分析及解决

对某型活塞发动机大滚轮表面开裂故障进行失效分析。结果表明,大滚轮表面开裂的原因是由于原材料为黑皮料,局部表面存在原始折叠缺陷,组织中存在残余奥氏体,其在长期低温贮存情况下慢慢转变为马氏体,在组织应力和调质处理附加的应力作用下扩展形成裂纹。最后还提出了解决措施。     

由应力分析探讨磨削裂纹成因

经渗碳淬火的20CrMnTi钢齿轮的端面和齿面在磨削过程中容易产生磨削裂纹。该裂纹将导致也面疲劳强度及耐磨性降低,严重时甚至引起齿面剥落或轮齿折断。如何防止磨削裂纹的产生,是我国机械行业,特别是车辆齿轮制造工艺中一个急待解决的课题。本文通过对裂纹形态的观察和表面应力的测定,来分析表面应力产生的原因,从而探讨磨削裂纹的成因。     

渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因和防止措施

众所周知，在磨削加工产生的拉应力的作用下形成的裂纹均称为磨削裂纹。若在无此应力作用的情况下进行表面处理(例如：酸洗、电镀、氧化等)，则未发现氢脆和应力腐蚀裂纹，而在磨削应力作用下进行上述表面处理所形成的裂纹，笔者认为亦可属磨削裂纹范畴。     

超声振动辅助ELID磨削淬硬12Cr2Ni4A合金钢表面特性的研究

目的 提高淬硬12Cr2Ni4A钢的加工质量,消除工件表面残余应力.方法 采用普通磨削(OG)、超声振动辅助磨削(UVAG)以及超声振动辅助ELID磨削(UVAEG)3种磨削方式,分别对淬硬12Cr2Ni4A合金钢进行加工,分析3种加工方式下被加工工件的表面粗糙度以及残余应力.结果 在超声振动辅助磨削、超声振动辅助ELID磨削下,工件表面粗糙度都低于普通加工,而超声振动辅助ELID磨削后的工件表面质量最高,相对普通磨削加工,超声振动辅助ELID磨削后的表面粗糙度降低了66％,相对于超声振动辅助磨削,超声振动辅助ELID磨削后,表面粗糙度降低了约41％.对工件表面进行残余应力测定发现,普通磨削加工后工件表面为残余拉应力,而超声振动辅助磨削、超声振动辅助ELID磨削后的工件表面都产生了残余压应力,超声振动辅助ELID磨削后,工件表面的残余压应力高于超声振动辅助磨削约30％.普通磨削加工中,随磨削深度的增加,残余拉应力一直变大,而超声振动辅助磨削和超声振动辅助ELID磨削的残余压应力总体呈现减小的趋势.在磨削深度达到22.5μm后,超声振动辅助磨削加工表面的残余压应力转变为残余拉应力.在超声振动辅助磨削和超声振动辅助ELID磨削后,随超声振幅的增大,表面残余压应力增大,超声振动辅助ELID磨削表面的残余压应力随占空比的增大而增大.结论 超声振动辅助ELID磨削加工后,能得到更小的表面粗糙度及更大的表面残余压应力.     

Cr12MoV钢滚轮开裂原因分析

某大型模具支撑机构用Cr12Mo V钢滚轮外环面在使用前产生了裂纹,导致滚轮失效。通过化学成分分析、宏观断口形貌观察、硬度检测等方法对滚轮出现的裂纹进行了分析。结果表明:滚轮失效的主要原因是由于回火保温时间不足,零件淬火后应力未消除。严格控制热加工工艺参数,保证足够的回火时间是解决滚轮失效的关键。     

渗碳淬火件磨削裂纹形成的原因和防止措施

众所周知 ,在磨削加工产生的拉应力的作用下形成的裂纹均称为磨削裂纹。若在无此应力作用的情况下进行表面处理 (例如 :酸洗、电镀、氧化等 ) ,则未发现氢脆和应力腐蚀裂纹 ,而在磨削应力作用下进行上述表面处理所形成的裂纹 ,笔者认为亦可属磨削裂纹范畴。形成磨削裂纹的原因不同 ,而且有时是综合性影响 ,其形态一般可分为三种 :1)磨削裂纹的走向与砂轮旋转方向一致 ,并稍有连续 ;2 )裂纹的走向与砂轮方向一致 ,成鱼磷状并稍有断续 ;3)因磨削应力而在表面处理过程中形成裂纹。该裂纹呈断续的一头粗一头尖的纵向羽毛状裂纹[1] 。防止形成这…