材质30CrMnSi汽车零件的断口，大家帮忙分析一下（有电镜图片）

SHUANGHUO

这个零件是受什么状态的应力作用呢
有两块分开的断裂面
都做的有电镜吗？
有断口的更详细的照片吗
我的意思是
最好能找出裂纹源
你第一张的照片很难看出哪里是裂纹源
这个是很重要的

lvjian923

这个零件是受什么状态的应力作用呢
有两块分开的断裂面
都做的有电镜吗？
有断口的更详细的照片吗
我的 ...
SHUANGHUO 发表于 2010-11-13 14:00

    谢谢您的指点。
有一点不好意思。这个零件是在国外断裂的，当初就寄回来一边的断口。第一张图片也是在国外拍的，应该还算清楚吧。寄回来分析原因的那个断口已经做电镜了，锯切了，所以再想拍，有点困难，要联系国外的客户。
电镜照的是上半部分最黑的地方，也就是氧化最严重的地方：这个地方也是我们第一眼觉得是裂纹源的地方。后来从整个断口图片来看，觉得有点问题，所以来请教各位。

至于零件的受力，大家可以返回看第一张图片：我们从图片上能看到的那个螺栓，那部分是受力最大的，作上下运动。更详细的，周一我上班后再上传吧

lvjian923

高手不敢当，一起探讨才能提高，你这个实例很有探讨价值的。
断口学到现在为止都还在不停地发展中，感兴趣 ...
gtn1314 发表于 2010-11-12 23:42

   

工况简图以及安装情况如图

lvjian923

这个工况图、包括断口、电镜都出来了，没有高手能够给个大概的分析吗？

刘武乐

关于断口分析，哪位老师可以推荐一些资料 或者书籍看看，学习中谢谢

lvjian923

回复 25# 刘武乐


    在资料共享区，里面有好多关于端口分析方面的书呢。

gtn1314

分析资料还是不够详细的，如调质质量如何，为何局部出现沿晶断裂，机理是夹杂还是过热还是有害元素沿晶分布？
只能猜测断裂原因是由于铸造缺陷造成的零件材质不良导致大应力下多源性开裂，不知道局部有没有疲劳特征区域，如果有，开裂模式就是多源性低周疲劳开裂，即疲劳源较多，疲劳源形成后在大应力下应力集中裂纹迅速扩展，特征是瞬时断裂区很大，海滩纹或贝壳纹特征不明显。
您这个左下角似乎有点疲劳特征，但要观察该处是否有压平痕迹。您看过失效件，认为照片够清晰，但对于没有看过的人，还是有疑惑的。
在下不才，抛砖引玉，请高手多多批评！

lvjian923

分析资料还是不够详细的，如调质质量如何，为何局部出现沿晶断裂，机理是夹杂还是过热还是有害元素沿晶分布 ...
gtn1314 发表于 2010-11-17 21:16

    综合各位大师的意见：我们得出讨论一个对我们公司稍微有利的结论（当然，有点推卸相关责任的原因在里面）：裂纹源在断口右下角。由于局部微裂纹，引起的强度不够。运行到一定次数的情况下，受大力断裂。
改善：钢水纯净化、铸件出厂前每件X探伤和磁粉探伤，并把此次裂纹源裂纹重点磁粉探伤部位。

天天小非

电镜我看不懂，能否把断口拍摄清晰后发一张照片上来？

lvjian923

电镜我看不懂，能否把断口拍摄清晰后发一张照片上来？
天天小非 发表于 2010-11-20 15:06

    小辈不才啊。断裂发生在国外，客户就寄回了一半，这一半我们做电镜的做了电镜，做金相的做金相，已经恢复不了了。那个断口照的还算清晰吧——你下载后放大可以看看。

lvjian923

综合各位大师们的讨论意见，我对本次断裂失效原因作如下小结：
1、断口宏观形貌分析（见图断口）：      
      整个工字型断口大致分为4个形貌，分为1、2、3、4，见图片圆圈。
      其中，1区、2区断面呈金属亮色，且有撕纹出现，具有典型剪切断口特征。
      3区组织疏松，有强烈氧化色，与缩松组织类似。
      4区断面局部有夹杂状缺陷分布，且断面有强烈氧化色。
      按照整个断裂起源于断面右下方的4区，断口1、2区位最后断裂的地方。
2、结构应力分析   
       工件安装见图片“安装”，结构应力分析见“应力分析”。从Ansys应力分析结果来看，断口起源处在工件工作过程中的确存在应力集中，达到363.29MPa。
3、浇注仿真分析  
        仿真结果见图片“浇注模拟仿真”和“缩松模拟”。由Procast铸造模拟仿真结果来看，裂纹起源处并无铸造热裂纹倾向、也没有缩松出现。工件X探伤结果支撑此结论。
4、断口电镜分析   
        电镜图片见各数字命名图片。断口1、2、3、4区四个典型的电镜图片分别见1、2、3、4。由此电镜图片，结合大家的分析，得知：断口1区有韧窝状，断口2区有一条带状分布的缩松组织，为铸造热节造成，断口3区略见贝壳状纹路，似受2万次低周疲劳影响，4区有MnS夹杂物分布。
5、零件热处理状态及材质分析   
          根据公司批次管理，找寻当初那批产品发货当天的拉伸试验结果。工件热处理工艺为：正火（900℃保温3h）——淬火（880℃保温2.5h水淬）——回火（640℃保温2h，水冷）。工件材质合格、金相为回火索氏体，1级，硬度HB262，拉伸性能为675MPa-850MPa-14%（下屈服—抗拉—延伸率），均为合格。
6、结论     
        结合工件安装、工况及应力分析、铸造仿真分析和断口处的电镜分析可知：断口起源于4区，浇注时夹杂物聚集在此拐角处引起铸件在受力时的裂纹。刚开始是微裂纹，在出厂时磁粉探伤未探出来。后经出国装车受力，微裂纹扩散，加之断口2处的缩松，形成连锁效应，经过两万余次的台架试验后，断裂。同一批次发过去的其余三件台架试验，均达到运行5万次的客户要求。
    后期整改措施：（1）、钢水净化、避免夹杂物在拐角受力处聚集。 （ 2） 关键部门进行磁粉探伤复检重点部位。

tanggang3008

在电镜下看有沿晶脆性断口，建议看看那部分的金相和低倍，看看是否有白点和疏松等铸造缺陷

lvjian923

在电镜下看有沿晶脆性断口，建议看看那部分的金相和低倍，看看是否有白点和疏松等铸造缺陷
tanggang3008 发表于 2010-11-23 23:06

    没错，有缩松缺陷（图片2），那个部位。

leomet

有断口的更详细的照片吗
我的 ...
SHUANGHUO 发表于 2010-11-13 14:00

我與SHUANGHUO 頗有同感.
斷口拍攝的照片不夠多. Macro照片未能顯現出裂源. 此為最大缺憾.
----閃光燈的直射光, 最不能表現出各種特徵.
If I were you:
破斷件寄回時, 我會以輔助燈光, 從不同方向, 以不同角度打側光, 照不同倍數的相片.
力求顯現出crack origin.  Fracture surface 也力求佔滿畫面.
而非僅以數碼相機照一張小小的照片(73.25kB).
破斷面去銹前後 也都要照相"存證".

lvjian923

我與SHUANGHUO 頗有同感.
斷口拍攝的照片不夠多. Macro照片未能顯現出裂源. 此為最大缺憾.
----閃光 ...
leomet 发表于 2010-11-25 07:28

    非常感谢，这次我受教训了。看来断口分析这块，我真是太嫩了

leomet

http://www.rclbbs.com/viewthread ... age%3D1&page=10
floor 193.
You can see the different results from different lightings.

leomet

Another example from ASM handbook , 9th edition, Vol 12, Fractography. Page 86

leomet

非常感谢，这次我受教训了。看来断口分析这块，我真是太嫩了
lvjian923 发表于 2010-11-25 08:11

We all learn things by making mistakes.
I made lots of mistakes when I was young and foolish.

lvjian923

We all learn things by making mistakes.
I made lots of mistakes when I was young and foolish.
leomet 发表于 2010-11-28 17:43

    高手！

sysmith

一点愚见：
1、裂纹源区在4区赞同。
2、“断口1、2、3、4区四个典型的电镜图片分别见1、2、3、4。”图片1和4是沿晶，图片2不清楚想说明什么问题，所看到的4张图片并没有看到韧窝形貌。此种断口形貌与正常调质后的断口是不吻合的，推测失效件的热处理存在问题。