Page 35 - 理化检验-物理分册2018第四期

王 荣: 机械装备的失效分析( 续前)第 ８ 讲 失效诊断与预防技术( ３ )

母材之间存在焊接未熔合缺欠, 焊接热影响区的母
材中存在内裂纹缺欠; 由图 ３４b ) 可见, 裂纹处的显
微组织为马氏体; 由图 ３４c ) 可见, 远离焊缝母材的
显微组织为铁素体 ＋ 珠光体.
对开裂 源 区 的 断 口 形 貌 进 行 SEM 观 察. 由
图 ３５a ) 可见, 源区存在焊接未熔合缺欠; 由图 ３５b )
可见, 靠近未熔合的开裂面上存在异物覆盖的老裂
纹区和新鲜的韧窝区; 由图 ３５c ) 可见, 远离源区开
裂面的 SEM 形貌为解理 ＋ 韧窝, 说明该外缸开裂
速度很快, 开裂性质为脆性开裂.
裂纹和开裂面断口宏观分析结果表明, 外缸的
开裂源区位于“ 小方块” 处, 该处存在焊接特征.低
倍检验和断口 SEM 观察结果表明, 开裂起源于未
图 ３３ 开裂外缸裂纹及断口宏观形貌 熔合焊接缺欠处, 裂纹以脆性开裂形式快速扩展, 穿
Fi g 敭３３ Macromor p holo gy ofa cracksandb fracturesurface 透外缸壁厚导致油缸泄漏.
ofthecrackedouterc y linder 从外缸投入使用到发生失效, 经历了 ４~９ 个
扩展留下的特征; 人字纹收敛于图 ３３b ) 中小方块位 月, 可见开裂具有延迟的特点.

置的开裂源区, 然后向两边扩展. 液压油缸正常服役时, 外缸只承受液压油的恒
从开裂源区垂直于开裂面切取剖面试样, 经镶 定压力, 表现在外缸外表面为恒定拉应力; 另外,“ 小
嵌、 磨抛和侵蚀后进行低倍检验.由图 ３４a ) 可见, 方块” 区域存在焊接残余内应力, 可见造成该外缸开
该处存在焊接特征, 小方块焊接在外缸表面, 焊缝和 裂的应力为恒定的工作应力和焊接残余应力.

图 ３４ 开裂外缸显微组织形貌
Fi g 敭３４ Microstructuremor p holo gy ofthecrackedouterc y linder
a sourcere g ionatlowma g nification b sourcere g ionathi g hma g nification c matrix

图 ３５ 开裂外缸断口 SEM 形貌
Fi g 敭３５ SEM mor p holo gy offracturesurfaceofthecrackedouterc y linder
a incom p letefusiondefectatthesourcere g ion oldcracks b incom p letefusiondefectonthefracturesurface c cleava g esanddim p les

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