发动机曲轴断裂失效分析-中国应急分析测试平台.PDF

记录号：JS-AL-转动设备（轴和外壳）-50 发动机曲轴断裂失效分析 摘 要：利用扫描电镜、能谱和金相等分析手段，对送检的两根断裂的发动机曲轴进行分析， 结果发现该轴断口平整，无塑性变形，呈典型的脆性断裂特征；从成分和组织可以确定该材 料为一般碳钢，其金相组织为铁素体＋片状珠光体。 关键词：发动机曲轴；脆性断裂；疏松；疲劳断裂 中 材料种类/牌号：碳钢 概述 国 众所周知，曲轴是汽车发动机最重要、最关键零件，也是其核心运动件。曲轴加工质量 的好坏，直接影响发动机的性能，乃至汽车的寿命。曲轴具有精度高、制造工艺复杂、制造 装备种类其全的特点，同时汽车工业的高效率、大批量、高精度的产业特征，也决定其加工 应[1]。 设备必须具有高切削速度、高精度及高可靠性 本文主要目的是找出失效发动机曲轴断裂的主要原因，为以后材料的改进发展提供依据。 测试过程与结果 急 本文采用金相显微镜、JSM-840扫描电镜及X-射线能谱仪，对其断件进行失效原因的分 -10 -9 析。扫描电镜及X-射线能谱仪分析，工作电压为25kV，工作电流为6x10 -3x10 A。 金相观察 分 从金相组织观察，没有发现任何球墨存在，其微观组织不符合球墨铸铁的形貌特征，所 析 以能够判断，该材料不是球墨铸铁。其金相组织为铁素体＋片状珠光体（图1、2）。 网 图1 400X 图2 500X 断口分析 1 ◆宏观形貌： 图3、图4为两根断裂轴的宏观断口照片，从照片中可以看出，两根断裂的轴断口平整， 无塑性变形，呈典型的脆性断裂特征。在断裂面的中间存在明显的疏松。 中 国 图3 图4 ◆微观分析： 应 图5、图6是疏松处的放大相，以疏松为中心，放射状条纹向四周发散，所以断裂源为疏 松区。图7为密布的粗大的裂纹，图8为断口的疏松区，在断口上有许多疲劳裂纹（图9、图 10）。 急 分 析 网 图5 图6 2 中