斗轮机悬臂支撑轴40Cr钢断裂失效分析.pdf

维普资讯 2008年第2期 《贵州电力技术》 (总第 104期) 口专题研讨 斗轮机悬臂支撑轴40Cr钢断裂失效分析 贵州电力试验研究院 代发明 陈 涛 班新华 [550002] 摘 要 利用断 口宏观分析，硬度分析，断 口金相分析，化学元素分析等方法，分析断裂产生的主要原因。 关键词 金相分析；硬度；断裂；化学元素分析；夹杂物 较小，放射区的放射线较粗，剪切唇区较小。 1 概 述 某厂煤场斗轮机悬臂支撑轴运行 2年后发生断 裂 ，断裂成3节 ，见图 1，该轴选用40Cr钢制造 ，该轴 2个部位的断裂准确时间不确定，送样也不及时，造 成了来样锈蚀严重，断面不清晰，会给断口分析带来 极大的困扰。 图42位置断 口宏观照片 图52位置断口侧面宏观照片 由图4的2号断 口的光学照片可见，该断 口为 脆性断口，疲劳断裂，其特征为： (1)断裂处很少或没有宏观塑性变形。 (2)断口平坦，无剪切唇，断 口与应力方向垂直。 (3)断裂起源于变截面，表面缺陷和内部缺陷 图1 斗轮机悬臂支撑轴断裂示意图 等应力集 中部位。 2 原断 口宏观形貌分析 (4)咨询该厂人员得知，该断面断裂时颜色较 光亮，光亮断 口是细瓷状，对着光线转动，可见到闪 从轴宏观断 口形貌(图2、图3)上可以看到，两 光的d,N面。 节断 口截然不同。 (5)脆性断裂的扩展速率极高，断裂过程在瞬 间完成，有时伴有大响声。 3 理化检验 3．1 化学成分分析 断轴表面用德 国SPECTRO直读光谱仪对其作 化学成分定量分析，主要化学成分 (质量分数，％) 图2 1位置断口宏观照片 图3 1位置断口断裂特征示意图 见表 1： 表 1 断轴化学成分定量分析 图2光学照片可见，该断 口为韧性 (塑性)断裂 特征：有3个明显的区域：可分为三个宏观特征区， 即中间的纤维区，然后是放射区和剪切唇区。 纤维区的宏观平面与拉伸应力轴垂直，呈粗糙 参照国标 GB／T20066—2006{钢的化学分析用 的纤维状，断裂从这一区开始。放射区是裂纹由缓 试样取样法及成品化学成分允许偏差》 慢扩展向快速的不稳定扩展转化的标志，其特征是 表2 40Cr标准化学 成分 放射线花样 ，放射线方向为裂纹扩展方向。剪切唇 区是最后断裂区，表面较光滑，与拉