塔式起重机标准节主肢断裂原因分析-中国应急分析测试平台.PDF

记录号：JS-AL-其他（结构件）－036 塔式起重机标准节主肢断裂原因分析 摘要：来样为塔式起重机标准节主肢，作业时出现断裂。通过材料化学成分分析、材料力学性能试验 断口分析以及金相分析，结果表明：主肢属于在强力作用下的一次性过载韧性断裂，断面存在较大面积 的火焰切割缺陷降低了该位置结构的承载能力和该位置的结构应力集中是导致结构受到强力时在该截 面发生过载断裂的原因。 关键词：塔式起重机；标准节；主肢；过载韧性断裂；火焰切割 材料种类/牌号：非合金钢/ Q275B 概述 来样为塔式起重机标准节主肢，作业时出现断裂，对其断裂的原因进行了分析。 测试过程与结果 材料化学成分分析 在送检试样上取样进行材料化学成分分析，结果见表 1，表中同时列出了 Q275B 的化学成分规范要 求，看出除铬含量外，各种元素含量均符合 Q275B 的化学成分规定要求。 表 1. 材料化学成分分析结果及标准规定对照（Wt%） C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo 主肢 0.12 0.15 0.44 0.029 0.038 0.60* 0.19 0.013 0.010 ≤0.04 ≤0.04 Q275B ≤0.21 ≤0.35 ≤1.50 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.30 / 5 5 *复检 Cr 含量为 0.63%，V 含量0.005%。 材料力学性能试验 在角钢上制取 Ф5mm 的纵向拉伸试样和 10×7.5×55mm的 V型缺口冲击试样，进行室温拉伸和冲击 试验，结果如表 2 所示。表中同时列出标准 GB/T 700-06 对Q275B 的规范要求，材料纵向拉伸和冲击性 能均符合技术要求。 表 2. 拉伸和冲击试验结果 规定非比例延伸 抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率 KV2/J 强度 Rp0.2（MPa） （MPa） (%) （%） (20℃) 试样 1 308 427 27.5 49 56 试样 2 333 526 32.5 71 72 Q275B ≥275 410~540 ≥22 / ≥27×0.75 宏观断口分析 标准节主肢的宏观断口如图 1 所示。主肢由两个角钢相向焊接形成方柱形结构件。肉眼观察断面， 断口起伏较大，角钢母材区为斜断面，并有明显塑性变形，呈现快速断裂的特征。两角部有焊接时的火 1 焰切割痕迹，测量出，主肢断面焊接和火焰切割缺陷区面积约占主肢横截面总面积的 1/4。 切割区和瞬断区之间没有看到有疲劳裂纹等使用过程形成裂纹的痕迹。从主肢宏观变形情况看，一 侧有明显的弯曲变形，根据弯曲方向判断断裂方向如图中箭头所指。红色方框区为微观断口分析取样处， 方框内数字为断口编号。 （红色方框为微观断口分析取样区）