Page 88 - 理化检验-物理分册2021年第四期
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徐 程, 等: 某型号战车内部管路组件开裂原因


            金属基体已裸露。由图 10 给出的流道内壁阳极氧                           失效的主要原因, 冷却液中氧、 硫、 氯等典型腐蚀元
            化膜层退化形貌分析可知, 硫酸阳极氧化膜层的退                            素的进入是管路组件发生开裂失效的次要原因。管
            化使得膜层中的氧、 硫等典型腐蚀元素进入到冷却                            路组件服役期间, 在应力和腐蚀性介质的共同作用
            液中, 进一步加剧了焊缝的应力腐蚀                [ 5-7 ] 。         发生开裂失效。
                                                                   建议焊接过程中确保盖板在厚度方向上完全焊
            2  分析与讨论
                                                               透, 避免应力集中, 可以考虑使用搅拌摩擦焊的方法
                 由以上理化检验结果可知, 该管路组件的化学                         替代熔焊的焊接方法, 以提高焊缝组织的抗应力腐

            成分、 力学性能和显微组织均符合 GB / T3880.1 —                    蚀能力。控制管路组件内冷却介质的成分, 避免引
            2012 对 5A06 铝合金板材的技术要求。试样的宏观                       入腐蚀性元素, 同时尽量不要在流道内部使用硫酸
            和微观分析结果表明, 管路组件焊缝表面处存在长                            阳极氧化, 以防止氧化膜层在冷却介质中发生退化
            度超过 50mm 肉眼可见的裂纹, 裂纹贯穿整个焊缝                         而致使应力腐蚀进一步加剧。

            厚度方向。焊缝熔合线在盖板厚度方向上的熔深仅
                                                               参考文献:
            占盖板厚度的 1 / 3~1 / 2 , 未能焊透整个盖板厚度方
            向, 导致带流道基板与盖板结合处存在间隙, 产品服                           [ 1 ]   王刚, 王海飞 . 关于焊接变形和焊接应力的探讨[ J ] .

            役过程中内部流道的工作压力稳定在 0.6 MPa 左                              科技创新与应用, 2016 ( 12 ): 115-116.


            右, 间隙位置存在应力集中。裂纹起源于带流道基                             [ 2 ]   王荣 . 机械装备的失效分析( 续前)第三讲 断口分析
                                                                    技术( 上)[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), 2016 , 52 ( 10 ):
            板与盖板结合的间隙和焊接熔合线的交汇位置处,
            并沿着熔焊焊缝枝晶晶界扩展至焊缝表面, 致使焊                                 698-704.
                                                                [ 3 ]   李旭东, 穆志韬, 孔 光 明 . 金 属 腐 蚀 形 貌 的 分 形 表 征
            缝失效最终导致产品漏水, 裂纹内部均存在大量组
                                                                    [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2011 , 50 ( 9 ): 639-642.
            织疏松的腐蚀产物, 失效形式符合典型的应力腐蚀
                                                                [ 4 ]   朱祖芳 . 铝合金阳极氧化与表面处理技术[ M ] . 北京:
            开裂特征。在因流道内硫酸阳极氧化膜层的退化而
                                                                    化学工业出版社, 2004.
            进入到冷却液中的氧、 硫元素, 和冷却液配置所用自                           [ 5 ]   王荣 . 金属材料的腐蚀疲劳[ M ] . 西安: 西北工业大学
            来水中带有的氯元素等典型腐蚀元素的共 同作用                                  出版社, 2001.
            下, 进一步加剧了焊缝的应力腐蚀。                                   [ 6 ]   李磊, 姬虹 . 搅拌摩擦焊接技术研究进展[ J ] . 工 具 技
                                                                    术, 2016 , 50 ( 12 ): 9-13.
            3  结论及建议                                            [ 7 ]   韩善果, 闫德俊, 刘晓莉.1561铝合金 TIG 焊接头组织
                 盖板厚度方向上未能焊透是管路组件发生开裂                               与力学性能分析[ J ] . 焊接技术, 2015 , 44 ( 1 ): 18-21.

                                                                                                                
                                                              3  结论及建议
            ( 上接第 66 页)
            部硬度, 该现象与显微组 织 特 征 一 致。 断 口 电 镜
                                                                   该受电弓球铰轴承的断裂属于高周低应力疲劳
            观察显示, 断 面 微 观 形 貌 可 见 明 显 的 疲 劳 辉 纹,
                                                               断裂。球铰轴承服役过程中承受频繁的振动和交变
            辉纹间距较窄, 且终 断 区 面 积 不 足 整 个 断 面 面 积
                                                               载荷作用, 折角处的微裂纹成为疲劳裂纹萌生的源
            的 10% , 呈现典 型 的 高 周 低 应 力 疲 劳 断 裂 特 征。
                                                               区, 裂纹在交变载荷作用下不断扩展, 最终导致球铰
            低倍组 织 显 示, 过 渡 圆 角 半 径 虽 然 符 合 图 纸 要
                                                               轴承失稳断裂。

            求, 但圆 角 过 渡 不 顺 畅, 存 在 半 径 约 0.2 mm 的
                                                                   建议在电动受电弓拉杆轴承选型时, 选择强度
            折角。
                                                               较高, 质量可靠厂家生产的轴承。检查球铰轴承是
                 结合断口形貌与金相检验可知, 机加工导致球
                                                               否存在可视裂纹, 轴承外观是否存在明显加工刀痕,
            铰轴承近表面组织严重变形并诱发马氏体相变, 同                            使用 X 射线检测轴承是否存在制造缺陷。
            时形成折角和大量微裂纹, 在断裂源区表面形成明                            参考文献:
            显的应力集中区, 球铰轴承服役过程中承受频繁的

            振动和交变载荷作用, 折角处的微裂纹成为疲劳裂                             [ 1 ]   朱建军, 胡赛生 . 轴承外圈破裂失效分析[ J ] . 理化检
            纹萌生的源区, 裂纹在交变载荷作用下不断扩展, 最                               验( 物理分册), 2008 , 44 ( 7 ): 375-377.

                                                                [ 2 ]   董婷, 龚应时 . 球轴承的失效分析[ J ] .金属热处理,

            终导致球铰轴承失稳断裂。
                                                                    2010 , 35 ( 4 ): 98-101.
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