请问输出轴断裂的原因及解决的办法

马赛轮盘

材料：8620H
断口和硬度见图片
请问输出轴断裂的原因及解决的办法

阿牛

脆性断裂~~~~~~~~~~··

马赛轮盘

阿牛 发表于 2011-12-2 12:43
脆性断裂~~~~~~~~~~··

这个我知道，就是需要找到具体那方面出了问题，比如说是热处理的某一因素，或者是其他原因

ccfx99

应该介绍一下使用情况，受力情况、断裂情况，看你的件像是花键轴，如果不能找到其他原因，我认为是你的硬化层深太浅的原因。

阿牛

问一下沿晶断口面积大致有多少啊？

gtn1314

沿晶断裂特征明显，晶面较干净，且二次裂纹明显，一般常见的断裂原因是氢脆、回火脆性、淬火后冷却过快开裂、未及时回火开裂等。
具体是哪类断裂应该进一步分析，例如放大断口至3000X以上，看有无鸡爪纹并结合处理工艺以判断是否氢脆，查炉温看是否处于回火脆性区等。
个人倾向于淬火开裂及氢脆，回火脆性的可能性较小。

紫琅人

我同意六楼的看法，有淬火开裂和氢脆，热处理淬火工艺不当，从图片组织第二章边缘有明显的裂纹，虽然不像淬火裂纹状况，还有最后三张电镜图片的裂纹状况

马赛轮盘

gtn1314 发表于 2011-12-2 20:57
沿晶断裂特征明显，晶面较干净，且二次裂纹明显，一般常见的断裂原因是氢脆、回火脆性、淬火后冷却过快开裂 ...

非常感谢您的回复，这是一根车上的输出轴零件，是在做停止与启动的试验中发生断裂的，材料是美国的8620H，相当于20CrNiMo材料。这类材料是属于渗碳材料吧。
我想问专家您：
1.裂纹源是来自于零件的表层吗？
2.表那层是属于沿晶断裂，那其除去表面，其他是疲劳断裂吗？
3.零件断裂的过程是不是：开始在表层发生了沿晶断裂，产生了裂纹，这些裂纹成为疲劳断裂的开始点。
4.表层存在微裂纹，在渗碳淬火及回火的过程中，是如何产生的？

再次感谢专家能回答我的问题，谢谢。

gaoxiwen

这个如果下结论是比较难的，氢脆的可能性不大（需要测氢）或者找到氢脆的其他证据

淬火、回火脆性要看记录

图像上看好像有台阶，是不是台阶的应力集中，还有台阶圆角的大小，

是否有校直，校后检测不检测裂纹等

motion_0576

1  从宏观照片上可以看出是扭转疲劳断裂，由于断口太小，照的角度也不好，看不清疲劳源位置。
2  没有偏载现象，瞬断区在正中心，断口纤维流变明显。说明心部硬度相对扭矩（载荷）偏低，强度不足可能是最主要原因。
3  扫描电镜照片显示渗碳层时沿晶开裂，很正常，渗碳层强度高、脆性大，一般都是沿晶开裂，与氢脆等没有关系；但断口微观形貌一样，只不过找不到“爪型花样”。
4  有效硬化层检测结果显示硬化层分布有问题，0.2mm开始硬度太高，0.3mm处913HV不可想象，请楼主自行查找原因，是制样假象问题？还是真实检测结果？
5  既然有SEM先进仪器，就应该沿外圆查找疲劳源，然后在疲劳源处做断口观察、金相分析等。  

gaoxiwen

扭矩有要求的话，会体现在心部硬度上，
而且最近最心部应该受的扭矩不大

gtn1314

马赛轮盘 发表于 2011-12-5 09:46
非常感谢您的回复，这是一根车上的输出轴零件，是在做停止与启动的试验中发生断裂的，材料是美国的8620H， ...

1.裂纹源来自表层；
2.其它多数断裂区域照道理是疲劳断裂，只是未见指证疲劳断裂的证据，疲劳条带的电镜图片没见着；
3.这个推理是有一定道理的，也是有可能出现的，但是不能就此下这个结论，要证据支持；
4.先期并不是一定开裂，有可能只是脆性比较大。先期开裂有可能是渗碳不良、淬火烈度过大等引起，具体要过程分析的。渗碳层脆性明显的原因可能有不少说法，例如碳化物成网、成链，硬度梯度过陡等都可能造成，不妨观察随炉试棒是否渗碳不良。
失效分析工作要做细致一点，除了必要的冶金、热加工过程检验，各生产工序也要仔细询问有无异常，多方询问可能的原因，思维要先发散一下。

xiaochuan000123

上面的硬度表是不是有假象，0.3mm有913HV是不是弄错了，至于断口分析，在这里足学习了

天涯浪子

1、裂纹起源于表面，扫面电镜下呈沿晶断裂，有点像多源性的；
2、然后往里是疲劳裂纹扩展区，该区域断面较光滑，可以看到疲劳贝线纹，这个区域没有做扫面电镜分析吗，在电镜下该区域应该可以看到疲劳辉纹的；
3、心部为区域断口新鲜，且呈撕拉状，为瞬断区；
4、从断口形貌看像扭转弯曲疲劳断裂。
顺便附一图，断裂形式和楼主的有几分像，

motion_0576

渗碳淬火钢心部强度高，在疲劳断口上很难发现“疲劳辉纹”，宏观上疲劳贝壳纹是可以看到的。

motion_0576

建议LZ仔细观察断口处花键啮合情况，有可能啮合不良造成某个花键表面先被突破，逐个断裂，表现为沿圆周产生多个疲劳源。

Campbell

请问轴尺寸有多大，芯部硬度测了没？

wahg

1、从断口看应是扭转过载。是否是属于疲劳，LZ未说明工作时间，不好定义。
2、LZ未说明零件尺寸和扭转负载大小，也未有断口处的渗层及裂纹的照片，也未的设计的热处理技术条件和技术要求，不好确定此渗层设计合理与否。
建议LZ将上述情况发上来，以便进行更深入的讨论。