车桥轴运行20小时断裂，断口分析

热工女将 · 发表于 2011-11-8 21:01:41

本帖最后由热工女将于 2011-11-8 21:04 编辑

分厂送来车桥轴一根，直径约60 mm，材料45#，调质处理，表层硬度HB209，心部193，表层及心部组织为P+网状F，附宏观照片，请大家帮忙分析一下断口形貌，该轴承受7000kg载荷，试运20小时断裂

我心飞翔eric · 发表于 2011-11-9 06:54:31

看起来是受扭矩而断，源于心部。

秋天的风 · 发表于 2011-11-9 10:40:00

车桥轴的热处理要求是什么?估计是45钢调质硬度低,强度低,组织不合格,被扭断.

ZTY5439 · 发表于 2011-11-9 13:10:16

直径60 mm，材料选45钢，就已经不是很合适了，你看看心部硬度很低很低了，我认为心部硬度太低造成轴从心部疲劳开裂，随后传递全轴开裂，建议采用42CrMO,最少也要选40Cr,那样，经过充分调质会好的。

天天小非 · 发表于 2011-11-9 14:02:52

可否有进项图片？需要拍摄表面、心部、1/2半径处。
我个人认为断后没有进行正火，晶粒遗传造成晶粒粗大。
断口上看晶粒不小

gmi · 发表于 2011-11-9 14:42:31

天天小非怎么尽写错别字。
个人认为不是选材错误，应该是材质问题，或热处理不合格，比如组织粗大。

热工女将 · 发表于 2011-11-9 19:26:34

天天小非发表于 2011-11-9 14:02
可否有进项图片？需要拍摄表面、心部、1/2半径处。
我个人认为断后没有进行正火，晶粒遗传造成晶粒粗大。
...

金相照片在公司电脑里，考不出来，组织为珠光体+网状铁素体，心部，1/2处都是这个组织，我现在如何形容这个断口，请帮忙分析一下

热工女将 · 发表于 2011-11-9 19:29:37

shjpeach 发表于 2011-11-9 06:54
看起来是受扭矩而断，源于心部。

不受扭力，只承受压力

gtn1314 · 发表于 2011-11-9 19:41:24

疲劳断裂的判断是对的，因为只要有疲劳条带存在，就可以判定。
但疲劳源一定是最光滑的，因为早期开裂后就承受最多次交变载荷，裂纹不断打开闭合，从而形成较光滑平面或疲劳带，所以疲劳从心部起源的说法一定是错误的，应该起源自表面。
从以上分析可以看出，一致认定为选材错误不一定妥当，因为当真是强度太低导致硬被扭断，应该是断面较粗糙，不会这样非常平面的一个断口。
从服役时间看，时间非常短，如果是热处理问题，造成材质不合格，应该不至于这么短就失效。
我怀疑热处理或校直过程可能存在裂纹导致早期失效，抛砖引玉。

wangqinghua196 · 发表于 2011-11-9 19:54:43

问题见图：

热工女将 · 发表于 2011-11-9 19:57:38

本帖最后由热工女将于 2011-11-9 20:00 编辑

wangqinghua196 发表于 2011-11-9 19:54
问题见图：

有一个R1。5的倒角，是锈，就这个断口而言，那是起源，那是最后断裂区，

热工女将 · 发表于 2011-11-9 20:05:18

本帖最后由热工女将于 2011-11-9 20:06 编辑

gtn1314 发表于 2011-11-9 19:41
疲劳断裂的判断是对的，因为只要有疲劳条带存在，就可以判定。
但疲劳源一定是最光滑的，因为早期开裂后就 ...

断口外面一圈发白，很致密，中间是放射状的深灰色，中间有缩孔，不致密，象这种情况怎么来描述比较合适

gtn1314 · 发表于 2011-11-9 20:30:03

热工女将发表于 2011-11-9 20:05
断口外面一圈发白，很致密，中间是放射状的深灰色，中间有缩孔，不致密，象这种情况怎么来描述比较合适

白而致密，是因为外圈是疲劳起源，不断承受交变载荷，裂纹张开闭合一次，就碾压一次，打个不恰当的比方，就类似小锤子敲击一次，敲得多了就发亮且致密了。如果有扫描电镜可以观察是否轴由外到内由光滑区-疲劳辉纹-混合区-韧窝断裂区组成，如是，那就可以确认疲劳源是表面了。
如果确诊是疲劳断裂，且疲劳源起自表面，应重点观察表面是否有裂纹、缺口、刀痕等缺陷，那往往都是造成早期失效的重要原因。

gmi · 发表于 2011-11-10 16:53:08

断裂位置是不是在轮毂的外侧啊？断裂处所受的力是不是主要是紧固螺栓拧紧时的拉应力？

热工女将 · 发表于 2011-11-10 20:35:27

本帖最后由热工女将于 2011-11-10 20:40 编辑

天天小非发表于 2011-11-9 14:02
可否有进项图片？需要拍摄表面、心部、1/2半径处。
我个人认为断后没有进行正火，晶粒遗传造成晶粒粗大。
...

今天重新拍了几张，大家看一下

天天小非 · 发表于 2011-11-11 08:00:01

在横向取一个圆盘，端面磨削后看看低倍组织，中心部位是否存在疏松。
以前我曾经分析过一个类是的东西，为了解决成本，采用的原材料不是圆钢，而是制坯用的方钢，这种材料心部存在疏松，造成早期断裂

Magikal · 发表于 2011-11-11 08:27:26

本帖最后由 Magikal 于 2011-11-11 08:27 编辑

1、直径约60 mm，材料45#，调质处理，表层硬度HB209，心部193，表层及心部组织为P+网状F；
如果确定所检表面是调质时的表面，则材质或热处理肯定有问题，不然硬度不会这样；
2、断口上来看，心部貌似有裂纹？图片不是很清楚

銧丨 · 发表于 2011-11-11 11:22:27

哈哈！终于碰到半个同行啦，我们的产品在最终用户那也发生过和楼主一样一样的情况，综合各种检查，最后确认是9楼版主说的那样----校正工序产生了微裂纹。
俺们做汽车半轴的嘿嘿

銧丨 · 发表于 2011-11-11 11:25:12

顺便请教楼主个问题：你说的车桥轴只承受压力，不承受扭力，难道你那车轱辘不转动？

銧丨 · 发表于 2011-11-11 11:26:59

天天小非发表于 2011-11-11 08:00
在横向取一个圆盘，端面磨削后看看低倍组织，中心部位是否存在疏松。
以前我曾经分析过一个类是的东西，为 ...

你是百度热处理之家里那个“天天小非“么？我就是那里的銧丨

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