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楼主: 风来疏竹

失效分析应用实例(加分交流)

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[LV.8]以坛为家I

发表于 2011-3-2 21:53:54 | 显示全部楼层
北京中仪天信科技有限公司
原始情况:汽车行驶过程中轮毂轴断裂
失效分析:周向多源疲劳开裂,有应力集中台阶
原因分析:技术部门在解读韩国来的图纸过程中忽略了轴颈处的表面感应淬火工序,在轴承过盈装配时软轴颈处产生朔性变形及硬化,形成疲劳源,并最终断裂
结果:补充此工序后未再发生此类断裂

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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-3-8 11:15:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 bjx669 于 2011-4-30 14:57 编辑

【概况】:直径60的25Cr2Mo在装配时一用力发生断裂
【原因分析】:检查零件的晶粒度,发现晶粒粗大,达1-2级,检查炉温发现跑温
【改进措施】:更换仪表,加强炉温监控
【试验及验证】:晶粒度7-8级,未再发现断裂(准备再做冲击试验)

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[LV.1]初来乍到

发表于 2011-3-16 13:42:01 | 显示全部楼层
轴承失效模式及解决方案 - 烧伤  套圈、滚动体以及保持架在旋转中急剧发热直至变色,软化,熔化和破损。

原因:润滑不良。过大载荷(预压过大)。转速过大。游隙过小。水、异物的侵入。轴、轴承箱的精度不良,轴的挠度大

措施:研究润滑剂及润滑方法。
     正确选型。
     研究配合,轴承间隙和预压。
     改善密封装置。
     检查轴和轴承箱的精度。
     改善安装方法。
结论:问题解决了!

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该用户从未签到

发表于 2011-4-9 21:41:14 | 显示全部楼层
链轮轴淬火产生裂纹
【概况】: 链轮轴的大盘与轴心过度角处出现淬火裂纹,
【原因分析】:大盘与轴心的尺寸差大 ,整体淬火时大盘的冷却速度差别较大, 大盘处冷素太大,使得两者之间的应力超过材料的抗拉强度,才产生淬火裂纹。
【改进措施】:原工艺不动,改变原来的整体淬火为 预热淬火工艺
【结论】: 没有淬火裂纹  合格率为百分百

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[LV.6]常住居民II

发表于 2011-4-15 15:35:34 | 显示全部楼层
【概况】:直径40mmGCr15电主轴断裂,连续三根,转速30000。
【原因分析】:1.材料选择不当(部分专家认为).2.硬度超差,我们要求硬度45~50HRC,实测值60~64HRC。严重超过要求,由于该轴是一个小厂家加工的,批量小,进厂时无检验。
【改进措施】:控制热处理硬度到45~50HRC。加强进厂检验。
【试验及验证】:使用情况一直良好,未出现断裂现象

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[LV.4]偶尔看看III

发表于 2011-4-15 15:39:09 | 显示全部楼层
【概况】:汽车钢板弹簧座断裂,材料ZG35。
【原因分析】:钢板弹簧座金相组织严重过烧。

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[LV.6]常住居民II

发表于 2011-4-15 15:40:01 | 显示全部楼层
【概况】:直径50套圈外圆麻点,沟道超精后发暗,正常情况下发亮。
【原因分析】:无淬火,或者淬火不良品,硬度有30~40HRC,问题原因一直在找,初步推测为挂炉料 ,或者没有加热后没有进入冷却油的料。。
【改进措施】:通知热处理公司整改。
【试验及验证】:此种情况一直存在,偶尔发生,很可怕

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[LV.6]常住居民II

发表于 2011-4-23 21:18:21 | 显示全部楼层
【概况】:GCr15马氏体在使用过程中逆分解。
【原因分析】:轴承套圈在使用的过程中异常高温,导致马氏体逆向分解,组织出现粗片状珠光体和块状屈氏体,芯部硬度30HRC,表层硬度60HRC。
【改进措施】:通知热处理公司整改。
【试验及验证】:此零件在汽车变速箱上行驶5000公里后失效,我们给客户的解释就是马氏体逆分解。

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[LV.6]常住居民II

发表于 2011-4-23 21:20:52 | 显示全部楼层
【概况】:GCr15淬火后变形量异常。。
【原因分析】:检测退火组织后发现组织欠热,退火组织判定小于1级。。
【改进措施】:加强退火组织进场检验。
【试验及验证】:后续无出现此类现象。

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[LV.7]常住居民III

发表于 2011-6-2 22:15:17 | 显示全部楼层
【概况】:QT500-7平衡轴高频感应淬火硬度小于要求值50HRC,经常有裂纹出现在最表层
【原因分析】:金相检验发现珠光体量小于30%,高频加热所得奥氏体含碳量低,导致马氏体硬度低
【改进措施】:使用珠光体量大于75%的坯料处理
【试验及验证】:硬度合格,无裂纹

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[LV.3]偶尔看看II

发表于 2011-6-11 09:02:34 | 显示全部楼层
回复 16# 孤鸿踏雪


    石状断口图片我来附加一下

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发表于 2011-6-23 12:10:12 | 显示全部楼层
1. Description of the submitted samples:
Two containers and some parts were received from Elo company, on both of containers there are two internal thread bushings and two external thread bushings, defects were found on internal thread bushing surface , crack was found in the external thread bushing.
Some tests as below were done to analyze the reasons which cause defect and crack.
The states of the samples are illustrated in the following form.

Sample state        Sample number
        ¢18x3  Pipe        ¢35  Bar
Perfect        1-1        2-1
Defect on surface        1-2        2-2
Crack        1-3        2-3


2. Hardness test:
Test method: GB/T4340.1-2009
Six parts of samples were cut and taken to do vickers hardness, which is “perfect”, “defect on surface”
and  “Crack”, respectively. The results are illustrated in the following form.
   
Test Item        Test location        Sample number        Result        Require        Conclusion
HV1.0        Section        1-1        174        184        172        HV≤200        Pass
                1-2        190        164        160               
                1-3        188        194        162               
                2-1        275        258        269                Fail
                2-2        269        262        248               
                2-3        291        281        288               

3. Nonmetallic Inclusion content test:
Test method: GB/T 10561-2005
Result: The grade of the inclusion content is illustrated in the following form. The longest length of  the inclusions in sample 2-3 is 2mm.
Sample number            Result
        Type A        Type B        Type C        Type D        Type DS
        Fine        Coarse        Fine        Coarse        Fine        Coarse        Fine        Coarse       
1-1        1.0        -        2.0        -        0.5        -        1.0        -        1.5
1-2        0.5        -        2.5        -        0.5        -        1.5        -        0
1-3        0.5        -        3.0        -        0.5        -        1.0        -        0
2-1        3.0        -        0.5        -        3.0        -        1.0        -        2.0
2-2        2.0        -        0.5        -        -        2.5        0.5        -        1.0
2-3        2.5        -        3.0        -        Over 3.0        -        1.0        -        1.5

4. Metallographic analysis:
    Teat method: GB/T13298-1991
    Result: Equiaxed grain is observed on sample 1# and 2#, there are some carbide on grain side of 1-3  and 2-3  because of welding, there are more deformation  martensite  on sample 2-1,2-2,2-3 than 1-2,1-3,which make 2# is harder than 1#.The separated  carbide on grain side will reduce  the material’s corrosion resistant ability. The folder is found on the surface of sample 1-2.  

Fig1    1-1      200×


Fig. 2    1-2      200×

Fig. 3   1-3      200×


Fig.4   2-1     200×





Fig. 5   2-2     200×


Fig.6   2-3    200×


Fig. 7    2-3    500×


Fig.8   the size of   the defect on the surface of sample 1-2   100×
5. SEM analysis:
Test method: SEM
Result:There are some cavities on the fracture surface of 2-3(see Fig.9), there are some nonmetal material which make the sample of 1-3 have defects on surface(see Fig.10), the defect is folder equal to Fig.8.


Fig.9   2-3   1000X

Fig.10    1-3     200X
6. Chemical composition analysis:
Test method: OES
Element        Sample        C        Si        Mn        P        S        Cr        Ni        Mo        N        Conclusion
Requirement        -        ≤0.030        ≤1.00        ≤2.00        ≤0.045        ≤0.030        16.0-18.0        10.0-14.0        2.0-3.0        ≤0.10       
Result ,%        1-1        0.015        0.35        1.03        0.031        0.0042        16.81        12.54        2.05        0.052        Pass
        1-2        0.020        0.34        1.09        0.041        0.0036        16.68        10.12        2.11        0.043        Pass
        1-3        0.020        0.34        1.10        0.042        0.0036        16.65        10.13        2.10        0.043        Pass
        2-1        0.043        0.56        0.84        0.036        0.011        16.77        10.08        2.10        0.049        C Fail
        2-2        0.043        0.57        0.85        0.036        0.012        16.76        10.12        2.12        0.050        C Fail
        2-3        0.044        0.58        0.92        0.035        0.012        16.57        10.12        2.07        0.046        C Fail


Conclusion: Through the tests on the samples of 1-1,1-2,1-3,2-1,2-2,2-3, we know the grade of the nonmetal inclusion content of samples of  ¢35 bar are all beyond the requirement (The grade of nonmetal inclusion content is decided by buyer and seller. Generally, the sum of all grades should not exceed 5), so the parts made out of ¢35 bar are not suit for pressure vessel. Because of the separated carbide on grain side, the service life of 2-3 sample will shorter than others. As talk about ¢18×3 pipe, the grade of nonmetal inclusion content is almost up to the mustard, but the folder on surface will have negative influence on the mechanical property, so before put into use the parts surface should be check first, the parts with vice should not be put into use. Finally, the container’s weld pass should be check by RT or UT pro rata.

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发表于 2011-8-18 09:58:30 | 显示全部楼层
mengyiyang 发表于 2010-3-29 22:20
调质后材料中心密集性缺陷       有可能是是淬火后未及时回火产生的 么?

回火主要通过加快原子扩散使组织稳定,减少或消除淬火后过饱和导致的内应力,防止工件由于内应力过大而脆裂,材料中心有局部密集性缺陷应该与未及时回火无关,或许是原材料本身的问题

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[LV.8]以坛为家I

发表于 2011-8-23 17:14:21 | 显示全部楼层
风来疏竹 发表于 2009-7-19 20:08
【概况】:连接螺栓材料为0Cr18Ni9,材料使用状态:固溶处理。
用在去离子水用容器与阀门之间的连接,使用 ...

固溶的质量很重要的,
在固溶没问题的情况下,在后面如果有一些以外的话,还是会出现你说的那些问题


总之:要深刻理解什么是固溶   

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发表于 2011-9-2 14:26:27 | 显示全部楼层
【概况】: GCr15 穿水管冷却管,淬火裂纹
【原因分析】:工人私自采用水淬油冷,  由于操作工水平不一, 厚度20以下的产件出现个别淬火裂纹.
【改进措施】:严格执行工艺,油冷,硬度和客户沟通,从60-64 改为55以上为合格.
【结论】:  违规操作后果很严重.

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发表于 2011-11-4 09:23:10 | 显示全部楼层
【概况】:QDH钢制凹模失效分析:QDH钢是日本山阳公司的专利钢种,其化学成分与4Cr5MoSiV1(H13钢)相比,Si、V元素含量低而Mo高。某厂高速敦锻机上的热精锻凹模,以前用H13钢制造,后改由QDH钢制造,尺寸为Ø108×31mm,内孔Ø40mm,调质后进行渗氮处理,调质及渗氮工艺均参照H13钢,要求基体硬度为48~52HRC,氮化层硬度为950~1200HV0.2,氮化层深度不低于0.10mm。其设计寿命为15000次,但该凹模在使用了几百次后因内孔产生裂纹、剥落等缺陷而失效。

【原因分析】:由于渗氮工艺控制不当及表面加工粗糙,在渗氮层形成了脉状及网状氮化物,使模具的冲击韧性显著降低,从而导致模具发生了早期开裂、塌陷及局部剥落。

【改进措施】:(1)        采用一级液氨或投产前更换干燥剂,严格控制氨气的含水量在合格范围。
(2)        加工时表面光洁度应达到规定的要求。
(3)        当氮化件的扩散层中已产生脉状及网状氮化物时,可在500~560℃温度范围内进行10~20h的扩散处理,以减轻这种组织的不良影响。

【结论】:通过采取改进措施后未再发现异常失效情况。
【备注】:(可有可无)

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发表于 2011-11-4 09:27:03 | 显示全部楼层
吊钩螺母裂纹分析(热处理技术与装备2010.3),

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发表于 2011-11-4 09:31:55 | 显示全部楼层
10t吊钩断裂原因分析(理化检验-物理分册2011.7)

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[LV.2]偶尔看看I

发表于 2011-12-18 23:18:49 | 显示全部楼层
GCr15轧辊失效分析
【概况】:GCr15 轧辊在早期使用过程中出现了表面裂纹、 表面剥落等表面失效现象
【原因分析】:由于旋压轧辊钢材中的碳化物发生了偏聚,呈链状和长条状分布, 增加了轧辊的脆性,降低了轧辊的疲劳寿命,从而导致轧辊在使用过程中在受力最大区域出现了表面崩裂剥落现象,发生了接触疲劳失效。
【改进措施】:对GCr15 钢锻材进行高温扩散退火。
【结论】:  经过改进后的GCr15 钢不再发生碳化物的偏聚,再也没有出现早期表面失效现象。

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[LV.1]初来乍到

发表于 2011-12-24 07:43:30 | 显示全部楼层
【概况】:本实例是对国产H13材料做成的模具的失效分析,通过金相分析对模具失效原因作了粗浅的判断,并提出通过分析原材料的组织状态来制订工艺的建议
【原因分析】:  大块状的亚稳定共晶炭化物存在,
H13这种钢材含碳量虽不高但由于合金元素高(4Cr5MoSiV1),所以它是过共析钢,如果生产工艺不当,炭化物容易液析形成一种不平衡的亚稳定共晶炭化物
【改进措施】:通过合理的锻造和细化处理(高温固溶-球化退火)可以改善甚至消除。
【试验及验证】:经过建议,客户知道了在加工模具前先检查组织状态,根据组织状态再进一步制订后面的工序。如果遇到了上述组织状态,采用先锻造后细化处理的工序,材料金相组织状态变的很好,通过跟踪金相分析,发现不但炭化物变的细小,连晶粒也变的细小了,偏析和炭化物网也得到了很好的改善甚至消除。
【结论】:大块状的亚稳定共晶炭化物将会造成应力集中,模具在服役过程中,由于应力集中在此,裂纹首先从这里辐射产生,随着模具的服役裂纹就会扩展使模具失效。

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