Page 83 - 理化检验-物理分册2018第四期
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王 洋, 等: 采煤机摇臂惰轮断裂失效分析


            产生于热处理之后.                                          劳源为其内壁挡圈槽处的微裂纹, 而微裂纹是在惰

                 挡 圈 槽 处 所 安 装 挡 圈 的 硬 度 为 ４４．０ ~              轮完工后非正常工序返修切削加工过程中产生的,
            ５１．０HRC , 只起到隔离轴承的作用, 不承受荷载, 而                     此微裂纹在交变载荷及复杂应力作用下不断扩展导
            挡圈槽表面硬度大于５８．０HRC , 故挡圈不会对挡圈                        致最终的疲劳断裂.
            槽处产生磨削, 更不会磨去表层的碳化物层, 由此可                              从本案例来看, 惰轮断裂主要属管理问题, 其次
            见此微裂纹产生于惰轮使用之前.                                    工序也存在不足, 质量管控程序上也存在漏洞.因
                 由惰轮加工路线可知挡圈槽是在渗碳淬火前加                          此采取以下处置措施: ① 在管理上, 对表面渗碳淬火
            工完成的, 热处理之后不再进行机加工; 然而从槽表                          的零件尽量不要采用普通刀具返修, 若采用硬质合
            面存在挤压变形的未回火淬火层及加工刀痕可以推                             金刀具切削加工也要慎重考虑, 以防产生切削裂纹;
            断惰轮槽经过了车削返修, 而微裂纹恰好产生于此                            ② 在工序上, 改变惰轮挡圈槽的加工工序, 应该在惰
            次车削返修过程中.                                          轮渗碳、 淬火、 高温回火后再加工挡圈槽, 减少挡圈
                 从挡圈槽表面的粗刀痕可以看出, 由于挡圈槽                         槽的热处理工序, 从而减小惰轮的变形, 同时降低挡
            表面硬度较高, 不易切削, 车削返修加工时的摩擦阻                          圈槽的表面硬度, 利于返修, 且不易产生切削裂纹;
            力较大, 因此会瞬时产生高温使槽表面奥氏体化; 在                          ③ 在质量控制方面, 对经渗碳淬火后需要返修的零
            冷却液冷却过程中表面迅速收缩, 而１８Cr２Ni４W 钢                       件, 必须要进行二次无损检测, 并适当进行低温去应
            的导热性差, 次表层来不及收缩, 使挡圈槽表面产生                          力回火, 即返修后必须进行复验, 不合格的零件不允
            拉应力, 同时半网状与角块状的碳化物割裂了金属                            许入库.
            材料的连续性       [ ２Ｇ４ ] , 从而产生了纵向微裂纹.微裂纹
                                                               参考文献:
            作为疲劳源使得疲劳断裂不需要经过疲劳裂纹萌生
            期而直接进入疲劳裂纹扩展阶段, 极大缩短了零件                             [ １ ]   孙智, 江利, 应鹏 展 ． 失 效 分 析: 基 础 与 应 用 [ M ] ． 北
            的疲劳寿命      [ ５ ] , 造成了此次惰轮的早期失效.                        京: 机械工业出版社, ２００５．
                 挡圈槽车削返修的根本原因可能是惰轮热处理                           [ ２ ]   夏立芳 ． 金属热处理工艺学[ M ] ． 哈尔滨: 哈尔滨工业
            后槽变形或者原有槽未加工到位, 惰轮挡圈槽是在                                 大学出版社, ２０１２．
                                                                [ ３ ]   王维发, 王星, 王培科, 等 ． 采煤机齿轨轮淬火开裂原
            渗碳以前就加工好的, 经渗碳淬火后易变形增大, 且
                                                                    因分析[ J ] ． 理化检验( 物 理 分 册), ２０１６ , ５２ ( ２ ): １４６Ｇ
            槽表面已渗碳淬火, 表面硬度高, 难以返修, 返修车
                                                                    １４８．
            削过程中车刀与槽表面磨削容易形成磨削裂纹, 这
                                                                [ ４ ]   王培科, 王维发, 王星, 等 ．１８Cr２Ni４W 电渣钢与电炉
            在理化检验结果中得到验证, 也在后续的质量事故
                                                                    钢组织 与 性 能 [ J ] ． 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), ２０１６ , ５２
            调查中得到确认.                                                ( ７ ): ４４３Ｇ４４５．
                                                                [ ５ ]   孙智, 钱 永 康 ．４５ 钢 渣 浆 泵 主 轴 早 期 疲 劳 断 裂 分 析
            ３  结论及建议
                                                                    [ J ] ． 金属热处理, ２０００ , ２５ ( ５ ): ３２Ｇ３４．
                 该采煤机摇臂惰轮断裂为典型的疲劳断裂, 疲

            
            ( 上接第 ２９２ 页)                                        [ ４ ]  GB / T１９７９－２００１ 结构钢低倍组织缺陷评级图[ S ] ．
                                                                [ ５ ]   刘学 ． 钢中 MnS夹杂物析出行 为 研 究[ D ] ． 沈 阳: 东
            参考文献:
                                                                    北大学, ２０１２．
             [ １ ]   马庆贤,张国伟, 钟约先, 等 ． 大型锻件内部夹杂性缺               [ ６ ]   马庆贤, 曹起骧, 谢冰, 等 ． 变形参数对管板材料韧性
                                                                    及裂纹生成的影响[ J ] ． 清华大学学报, １９９５ , ３５ ( z１ ):
                  陷产生 机 理 研 究 [ J ] ． 中 国 机 械 工 程, ２００１ , １２ ( ８ ):
                                                                    ５８Ｇ６２．
                 ９４３Ｇ９４５ , ９６８．
             [ ２ ]   董岚枫, 钟约先, 马庆贤, 等 ．２０SiMn钢锻造过程动态            [ ７ ]   杨建平, 李雪 洁, 赵 亚 娟 ．Q３４５B 钢 板 拉 伸 性 能 不 合
                                                                    格原因分析[ J ] ． 理化检验( 物理分册), ２０１４ , ５０ ( ６ ):
                  再结晶 行 为 研 究 [ J ] ． 中 国 机 械 工 程, ２００８ , １９ ( １０ ):
                                                                    ４４８Ｇ４５２．
                 １２４５Ｇ１２４９．
             [ ３ ]   汤海芳, 江东才, 朱启茂, 等 ．Q３４５R 钢板探伤不合格            [ ８ ]   任学冲, 李高洋, 宿彦京, 等 ． 夹杂物和晶粒尺寸对洁
                                                                    净车轮钢室温冲击韧度的影响[ J ] ． 理化检验( 物理分
                  原因分 析 [ J ] ． 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), ２０１３ , ４９ ( ７ ):
                                                                    册), ２０１２ , ４８ ( ４ ): ２０７Ｇ２１２ , ２４４．
                 ４６３Ｇ４６６．
                                                                                                        ２ ９ ５
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