典型零件选材、工序质量控制分析和典型零件失效分析_试看.pdf

■ . . . ■ ■ . . . ■■.. ■:.へ..：.. ノ へ se \ Qi :’ . ... ： .: . 典型零件选材 、エ序质量 控制分析和典型零件 失效分析 10.1典型零件逸材和エ序质量控制分析 不同产品零件依据使用エ况、条件不同，重要程度不同以及考虑制造成本、生产条件等 因素，在材料选择、ェ序质量控制、检验、试验等方面有差別。这里以ー些具体零件为例予 以说明。 10.1.1主给水泵泵轴 图10-1所示是ー个主给水泵轴泵轴。 〇 I — 各 I 80 380 240 50 30 1800 300 2960 图10-1泵轴 10. 1. 1. 1功能及エ况条件 这台泵是某工程主给水用泵，流量大、扬程高。轴是泵转子核心部件，要求长时间在高 温（340°C左右） 、高压U7MPa 左右） 、高速（1500r/mm 左右）条件下旋转运动，承受较 大的弯曲、扭转疲劳应力，并在带有辐射的条件下工作，严格限制使用寿命，要求有绝对可 靠的安全性。其与一般给水泵相比还有ー个特殊ェ况，就是要经常接受介质温差很大的冷、 热转换，即承受冷却水的冷热冲击。 10. 1. 1. 2可能的失效形式 泵轴可能因为室温或高温屈服强度不足产生变形；因为抗拉或抗弯、抗扭转强度不足引 起断裂；因为承受冷热冲击能力不足，表面产生热疲劳裂纹；因为轴颈耐磨性不够，产生磨 损失效。这些问题不仅会使得泵产生噪声、振动、降低效率，严重时还会造成泵功能失效。 而这台泵的特殊使用环境不允许发生这类故障。 766 机械材料选择与应用手册 10. 1. 1. 3泵轴满足功能要求应具备的性能 由于这台泵的特殊性，这只泵轴应具有足够的室温和高温抗拉强度、屈服強度，足够的 抗弯、抗扭强度和抗弯扭疲劳性能，保证在室温和高温条件下不变形、不断裂、不产生疲劳 破坏；应该有足够的低温冲击靭性以及由籾性反映出来的断裂靭性，在介质冷热冲击时，保 证尺寸和结构的稳定性。为保证轴颈部位的耐磨性，应对这个部位进行硬化处理。泵轴在带 有辐射性的高温、高压水介质中运行，应该具有一定的抗辐射能力和组织的稳定性。泵轴应 不存在或具有极小的残余应力。 据此，设计技术要求为：室温抗拉强度i?m= 780〜980MPa，屈服強度 685MPa，伸长率A515%，0°C时的冲击吸收功Akv (0°C)Ss50：I，350°C时的屈服强度 i?p().2 (350°C)580MPa，轴颈镀铬，镀层厚度为0.18〜0. 22mm，硬度为55〜60HRC。 10. 1. 1. 4泵轴材料选择及处理 根据应用条件和技术要求，这只泵轴选用〇Crl3Ni4Mo锻件。0Crl3Ni4M〇是低碳型马 氏体不锈钢，经过调质处理后，金相组织是具有板条状马氏体位相的回火索氏体，淬火后形 成的板条状马氏体的亚结构，以晶体内密度很高的位错为主，这种位错结构对基体产生较大 的强化作用。而较低的碳含量将钢的脆化因素降到最少，使钢保证了较高韧性。4%〜6%镍 元素的加人，促进了奥氏体的稳定性，还减少了由于低碳和加钼可能引起的S铁素体含量增 加的可能性。这类钢的另ー个特点是马氏体转变点很低，回火后组织中存在一定数虽的诱导 奥氏体，増加了材料的韧性。所以，这种材料具有优良的室温综合力学性能，既有较高的强 度同时又有很好的塑性韧性，具有较低的缺