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金屬件的單源疲勞斷裂案例分析

一、  概述

送檢樣品從外觀看,屬于組合型的軸承類的零件,斷裂發生在外圈的軸套上,且已經嚴重變形。斷裂的外圈軸套見圖1,內圈軸瓦見圖2。

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圖1    斷裂的外圈形貌 

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圖2    內圈的形貌

二、  宏觀分析

對斷裂的外圈試樣各個部位進行了編號,見圖3,各部位對應的內壁形貌見圖4~7。內壁形貌顯示內壁有嚴重的擦傷磨損痕跡,且擦傷磨損痕跡非常不均勻,局部磨損痕跡已經氧化變黃,在斷口位置磨損痕跡已經氧化發黑。斷裂源位置位于圖8中虛線白圈的位置。對應的位置側面是嚴重的磨損及氧化發黑區域,見圖10。

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圖3    對外圈的位置編號示意圖

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圖4    1~3位置的內壁形貌 

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圖5    4~5位置的內壁形貌 

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圖6    5~6位置的內壁形貌 

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圖7    6~7位置的內壁形貌

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圖8    7位置斷口形貌 

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圖9    7位置內壁的擦傷磨損痕跡

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圖10    7位置斷裂源位置與擦傷磨損痕跡的對應關系

在體視顯微鏡下進行斷裂源觀察,斷裂源位于圖12和13中箭頭所示部位。圖14顯示的是外圈內壁邊部的金屬條損傷掉落的形貌。

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圖11    體視顯微鏡下的斷裂源

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圖12    體視顯微鏡下的斷裂源 

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圖13    斷裂源對應的內壁形貌

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圖14    2位置邊部金屬條損傷形貌

 

三、  掃描電鏡分析

圖15是斷裂源位置的形貌,圖16是斷裂源區嚴重氧化腐蝕后斷續狀的疲勞紋形貌,圖17是斷裂源區較為清晰的疲勞紋形貌。圖18為擴展區的解理斷口形貌,圖19為終斷區的變形撕裂的解理斷口,并可見解理刻面間有撕裂裂紋。

 

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圖15   斷裂源區的形貌 

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圖16    斷裂源區斷續狀的疲勞紋

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圖17   疲勞源區清晰的疲勞紋

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圖18    斷裂擴展區的解理斷口形貌

 

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圖19    終斷區撕裂變形的解理斷口及其間的撕裂裂紋

將試樣傾斜后,暴露出斷裂源見圖20,圖21和22為局部放大,圖21顯示斷裂源位于內壁邊部凸起的金屬條和內壁的交界位置,該位置正好有一明顯的金屬剝落形成的小坑,圖22顯示內壁側的坑有嚴重的氧化污染,圖23和24顯示斷裂源附近的內壁側有密集的金屬剝落形成的小坑,坑內已經出現多條裂紋。

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圖20   試樣傾斜后暴露出來的斷裂源形貌 

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圖21   斷裂源的放大

 

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圖22    斷裂源的進一步放大 

 

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圖23   斷裂源附近內壁側金屬剝落產生的坑 

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 圖24    圖23的局部放大

四、  結論

(1)斷裂屬于單源疲勞斷裂。

(2)斷口分析可以得出的斷口的形成有兩個原因:

第一,外圈軸套的內壁磨損不均勻,且有不同程度的氧化,說明外圈軸套與軸瓦的安裝存在較大偏差,且運行過程中潤滑不良,斷裂源即位于磨損較大且氧化發黑的1和7位置的交界區域。

第二,結構設計上存在不足,外圈內壁的邊部有一條凸起的金屬條,金屬條與外圈內壁過度圓角不足,導致該部位有嚴重的應力集中。在2位置,已經出現了金屬條掉落,1和7位置的斷裂源也位于這個部位。

(3)需要進一步完善材質、性能、組織等分析工作,確定斷裂否是與材質不符合、軸瓦匹配不足等原因相關。

(本平臺"常州精密鋼管博客網"的部分圖文來自網絡轉載,轉載目的在于傳遞更多技術信息。我們尊重原創,版權歸原作者所有,若未能找到作者和出處望請諒解,敬請聯系主編微信號:steel_tube,進行刪除或付稿費,多謝!)
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2021年6月23日 2:23 董Φ钢管厂13337883086 [江苏省网友]

金属件的单源疲劳断裂案例分析

2019年12月13日 21:34 紫玉烟华的阑干 [山西省大同市网友]

方便加一下微信吗?

2019年12月13日 20:43 [山东省新泰市网友]

这篇文章写得好!

2019年12月13日 19:40 [陕西省市辖区网友]

油田管你们能做不?

2019年12月13日 19:12 依诺 [山西省保德县网友]

精密钢管博客,专业!

2019年12月13日 18:31 必相依 [山东省莱阳市网友]

这篇文章很专业哦,收藏了。

2019年12月13日 18:25 地老天荒 [黑龙江省道里区网友]

微信公众号 steeltuber 是你们的吧?

2019年12月13日 17:27 [云南省文山壮族苗族自治州网友]

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上次问你们定的管子 我定的公差是 +/-0.10 结果你们发过来的货是 +/-0.03了公差,我们的轴承装不上去,精度做的太高了。

2019年12月13日 15:31 琵琶曲里的思念 [浙江省衢州市网友]

你们厂在哪里?

2019年12月13日 14:18 [广西壮族自治区平南县网友]

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2019年12月13日 13:45 [广东省禅城区网友]

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2019年12月13日 13:26 抹不去的悲伤 [海南省琼海市网友]

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2019年12月13日 11:43 [山东省市辖区网友]

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2019年12月13日 10:04 不稀罕

一个字 “赞”!!!!

2019年12月13日 10:03 [辽宁省网友]

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2019年12月13日 9:12 [重庆市奉节县网友]

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2019年12月13日 8:01 花争发 [广东省海珠区网友]

这方面的技术 要学习学的。

2019年12月13日 6:12 [浙江省永嘉县网友]

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2019年12月13日 5:54 花开不是为了凋谢 [河北省张家口市网友]

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2019年12月13日 5:20 情已空 [山东省招远市网友]

这篇文章专业的。

2019年12月13日 5:00 热血江湖 [黑龙江省绥棱县网友]

收藏!

2019年12月13日 4:38 [黑龙江省兰西县网友]

你们有多少台轧机?

2019年12月13日 3:18 爆笑家族 [陕西省汉阴县网友]

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2019年12月13日 2:55 遗忘之人 [云南省临沧市网友]

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2019年12月13日 2:29 沫伊 [山西省朔城区网友]

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2019年12月13日 1:13 [安徽省瑶海区网友]

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2019年12月13日 0:52 曾经只是过去式 [黑龙江省拜泉县网友]

你们公司钢管最精的精度做到多少?

2019年12月13日 0:08 [湖南省常宁市网友]

你好,我是做检测仪器的,你们钢管要用光普仪不?

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