失效分析案例——挖掘機(jī)履帶螺栓斷裂
某型號(hào)履帶式液壓挖掘機(jī)在裝配過程中發(fā)生個(gè)別履帶螺栓“掉頭”現(xiàn)象。通過宏觀形貌觀察,掃描電鏡形貌分析,能譜元素分析,金相組織檢測(cè),力學(xué)性能檢測(cè),化學(xué)成分檢測(cè)等手段對(duì)螺栓斷裂原因進(jìn)行分析。結(jié)果表明: 螺栓斷裂模式符合氫脆斷裂的典型特征。螺栓各項(xiàng)性能均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,且基體殘余氫含量?jī)H為1.1ppm,因此螺栓本身的氫脆敏感性較低。因熱處理前磷化膜未去除干凈,導(dǎo)致螺栓頭下圓角表面存在深度約10μm 的滲磷層。頭桿連接處近表面基體的P含量異常偏高導(dǎo)致脆性增大,安裝過程中產(chǎn)生微裂紋。螺栓頭下圓角為應(yīng)力集中區(qū)域,微裂紋加劇了應(yīng)力集中狀態(tài),同時(shí)磷元素易引發(fā)氫致裂紋,促進(jìn)了氫致裂紋的形成與擴(kuò)展,最終表現(xiàn)為氫致延遲斷裂。

圖7 失效螺栓頭部金屬流線

圖8 失效螺栓頭下圓角半徑

圖9 斷裂起始區(qū)金相組織

圖10 終斷區(qū)一側(cè)金相組織

圖11 微裂紋金相組織

圖12 表面白亮層能譜分析結(jié)果

圖13 靠近白亮層的基體能譜分析

圖14 微裂紋內(nèi)部填充物能譜分析
文章來(lái)源:國(guó)檢檢測(cè)
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