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浏览:- 发布日期:2020-11-23 11:44:59【

(洛(luo)阳船舶材料研究所,洛(luo)阳 471023)

摘 要:铰链(lian)梁在(zai)使用(yong)过(guo)(guo)程(cheng)中铰耳发生断裂(lie),采(cai)用(yong)宏观分(fen)(fen)析、化(hua)学(xue)成分(fen)(fen)分(fen)(fen)析、力学(xue)性能测(ce)试、金相检验、断口扫描(miao)电镜分(fen)(fen)析等(deng)方法,对铰耳断裂(lie)原因进行了(le)分(fen)(fen)析.结(jie)果表明:铰链(lian)梁中的残余铝含(han)量和氮含(han)量较高(gao),夏季铸(zhu)造时冷速(su)过(guo)(guo)慢,使得一次奥氏体晶(jing)界(jie)析出 AlN 夹杂物(wu)造成晶(jing)界(jie)脆化(hua),同时晶(jing)界(jie)上大量的铸(zhu)态 MnS以及 Al2O3 类夹杂物(wu)也(ye)加剧了(le)晶(jing)界(jie)的脆化(hua),导致铰链(lian)梁铰耳在(zai)使用(yong)过(guo)(guo)程(cheng)中发生沿(yan)晶(jing)脆性断裂(lie).

关(guan)键词:铰链(lian)梁;贝(bei)壳状断口;AlN 夹杂物;残余铝量;沿晶脆性(xing)断裂

中图分(fen)类号:TG115.2 文献标志码:B 文章编号:1001G4012(2018)05G0355G04

我国是(shi)人(ren)造(zao)金(jin)刚石(shi)第一(yi)生产大(da)国[1],铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)链(lian)式六面顶液压机是(shi)人(ren)造(zao)金(jin)刚石(shi)的(de)(de)生产设备,铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)链(lian)梁是(shi)六面顶中最(zui)重要(yao)的(de)(de)部件[2].某(mou)厂的(de)(de)铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)链(lian)梁在使(shi)用(yong)过程中铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)耳发(fa)生断裂(lie),铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)耳是(shi)铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)链(lian)梁的(de)(de)关(guan)键部位,承受(shou)较大(da)作用(yong)力.统计发(fa)现半(ban)年(nian)时间内(nei)共有10件铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)链(lian)梁的(de)(de)铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)耳发(fa)生了断裂(lie),而且断裂(lie)特征相(xiang)似,因(yin)此(ci)急(ji)需找(zhao)到(dao)铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)链(lian) 梁 铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao) 耳 断 裂(lie) 的(de)(de) 原(yuan)(yuan) 因(yin). 该 批 铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao) 链(lian) 梁 材 料 为(wei)ZG35Cr1Mo铸 钢,生 产 工 艺 为(wei):中 频 炉(lu) 铸 造(zao) → 正火(huo)→回火(huo)→机加工→调质处(chu)理(li).为(wei)了查明(ming)铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)耳断裂(lie)的(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin),笔者采用(yong)宏观(guan)分(fen)析、化学成分(fen)分(fen)析、力学性(xing)能测试、金(jin)相(xiang)检验(yan)、断口扫描电镜分(fen)析等方法对断裂(lie)铰(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)耳进行了检验(yan)和分(fen)析,以避免类似事故的(de)(de)再(zai)次发(fa)生.

1 理化检验

1.1 断(duan)口宏观(guan)观(guan)察(cha)

铰(jiao)链梁(liang)铰(jiao)耳断(duan)口(kou)低倍(bei)形貌如图(tu)1所示(shi),可(ke)见断(duan)口(kou)齐平,无塑(su)性变形特(te)征(zheng),呈贝壳状(zhuang)断(duan)口(kou)特(te)征(zheng),断(duan)口(kou)面(mian)上晶粒形貌明显,晶粒直(zhi)径(jing)大约为1mm.


1.2 化学成分分析

在铰链梁铰耳处取样进行化学成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi),结果见表1,可见其(qi)化学成(cheng)分(fen)满足JB/T6402-2006«大(da)型低合金钢(gang)铸(zhu)件»对ZG35Cr1Mo铸(zhu)钢(gang)成(cheng)分(fen)的要求.


1.3 力学性能测试

在铰链(lian)(lian)梁(liang)铰耳处取样进(jin)行力(li)学性(xing)能测试,结(jie)果见表2,可 见 铰 链(lian)(lian) 梁(liang) 抗 拉 强(qiang)(qiang) 度 和 上 屈 服 强(qiang)(qiang) 度 满 足JB/T6402-2006要求,但塑性(xing)和韧性(xing)偏(pian)低(di),不满足标准(zhun)要求.

1.4 金相检验(yan)

1.4.1 低(di)倍组织形貌分析

取与断口面(mian)平行(xing)的试(shi)样面(mian),经磨、抛后酸洗,进行(xing)试(shi)样表面(mian)低倍组织形貌观(guan)察(cha),可(ke)见试(shi)样表面(mian)上分(fen)布着网(wang)状裂(lie)纹缺陷(xian)及疏(shu)松(song)缺陷(xian),如图(tu)2a)所示,放大(da)后网(wang)状裂(lie)纹缺陷(xian)形貌如图(tu)2b)所示,疏(shu)松(song)缺陷(xian)形貌如图(tu)2c)所示,部分(fen)网(wang)状裂(lie)纹缺陷(xian)和疏(shu)松(song)缺陷(xian)相连接,如图2d)所(suo)示.

1.4.2 显(xian)微组织分析

采用光学金相显(xian)微镜(jing)对抛(pao)光态(tai)试样进(jin)行夹(jia)杂(za)(za)物检(jian)测,夹(jia)杂(za)(za)物形貌见图3a),主要为(wei)(wei)大(da)颗(ke)粒状和长(zhang)条状,聚集分布,具有明(ming)显(xian)的(de)铸(zhu)(zhu)态(tai)特征.能谱分析显(xian)示夹(jia)杂(za)(za)物主要为(wei)(wei) MnS和 MnS与 Al2O3 的(de)复合型夹(jia)杂(za)(za)物.依据 GB/T8493-1987«一般工程(cheng)用铸(zhu)(zhu)造(zao)碳钢金相»对夹(jia)杂(za)(za)物级别进(jin)行评定(ding),结(jie)果为(wei)(wei)2级.

侵(qin)蚀态下对(dui)试样显微组织进(jin)行观察,主要为(wei)回火索氏体+少量铁素体,如图3b)所示.晶粒度级(ji)别为(wei)11.0级(ji),晶粒平均直径约(yue)7.9μm,晶粒较细,如图3c)所示.