Page 75 - 理化检验-物理分册2021年第七期

雷淑梅, 等: 18CrNiMo7-6A 钢减速机输出轴断裂原因

超声 清 洗, 进 行 扫 描 电 镜 ( SEM ) 分 析, 结 果 如 条纹, 沿着键槽直角附近扩展。从断口 SEM 分析
图 3a ) 所示, 明显可见复杂应力引起的类轮胎式疲 可进一步 判 断 该 轴 的 失 效 形 式 为 疲 劳 断 裂, 依 据
劳条纹, 该 疲 劳 条 纹 较 稀 疏, 变 形 程 度 大, 说 明 此 疲劳条纹的分析, 最先出现的疲劳源在键槽附近,
处承 受 的 实 际 应 力 大, 为 较 后 断 裂 区。 图 3b ) 为 该处疲劳条纹浅而细密, 随着轴的运转、 受载面积
图 3a ) 所示疲劳条纹区域附近的放大形貌, 可见呈 减少及受 力 点 变 化 的 复 杂 性, 随 后 产 生 多 处 疲 劳
抛物线状 的 浅 显 韧 窝, 结 合 宏 观 断 口 分 析 可 推 测 源, 断口也可见多处明显的疲劳台阶。此外, 最后
此处为撕裂应力引起的断裂。图 3c ), d ) 为断裂键 断裂区还 可 见 轮 胎 式 疲 劳 条 纹, 表 明 轴 的 断 裂 形
槽区域附近的 SEM 形貌, 可见较浅的贝壳式疲劳 式为低载荷的多源疲劳断裂。

图 3 断裂轴断口 SEM 形貌

Fi g 3 SEM mor p holo gy offractureoffracturedshaft

a circlemarkinFi g 1c b nearfati g uelines c p osition1nearke y wa y d p osition2nearke y wa y
1.4 金相检验 火索氏体 + 少量铁素体, 存在粗大的羽毛状上贝氏
为进一步分析该轴疲劳断裂的原因, 在断裂轴 体组织, 整体组织不均匀。索氏体和上贝氏体同时
外缘及心部附近取样, 并进行金相检验。图 4 为使 存在, 可能是因为调质回火温度偏低或保温时间不
用苦味酸溶液浸蚀的断裂轴心部( 含轴向和径向) 的 够。羽毛状上贝氏体组织强韧性较差。此外, 组织
显微组织形貌。从图 4 可以看出, 其显微组织为回 不均匀会导致变形不协调, 易在界面处产生裂纹。

图 4 断裂轴心部轴向与径向显微组织形貌

Fi g 4 Microstructuremor p holo gy ofaxialandradialoffracturedshaftcenter

a microstructureofaxialdirectionatlowma g nification b coarsestructureofaxialdirectionathi g hma g nification

c normalstructureofaxialdirectionathi g hma g nification d microstructureofradialdirectionatlowma g nification

e coarsestructureofradialdirectionathi g hma g nification f normalstructureofradialdirectionathi g hma g nification

图 5 为断裂轴外缘的显微组织形貌。从图 5a ) 度为 0.5mm , 该处组织不易被浸蚀。从图 5b ) 中可
中可以明显看到因表面淬火形成的较宽白亮层, 厚 以看到组织为隐针马氏体 + 少量板条马氏体 + 较多
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