Page 76 - 理化检验-物理分册2021年第九期

欧雪雁: 40Cr钢汽车转向弯臂断裂原因

4mm 范围内呈金属本色, 无异常损伤; 断口整体呈双

[ 1 ]
向弯曲疲劳断裂特征 , 将断口分为 A , B , C , D , E5
个区域, A , E区域为疲劳裂纹源区, 呈深铁锈色, A , E
区域的中心点分别为弯臂弯型的内、 外侧, 受到循环
往复应力时首先形成裂纹源; B , D区域为弯曲疲劳裂
纹扩展区, 呈浅铁锈色, B区域疲劳辉纹肉眼可见; 中
间的 C区域为瞬断区, 呈金属浅灰色, 面积占总断口 图2 断裂弯臂断口宏观形貌
的1 / 3 。因左右转向受力大小不同, A , B区域的面积 Fi g 2 Macromor p holo gy offractureoffracturedbendin g arm

略大于 E , D区域的, 断口未见明显缺陷。 1.2 微观分析
采用扫描电镜( SEM ) 对断口进行观察, 结果见
图3 。图3a ), b ) 分别为 A , E 区域 SEM 低倍形貌,
可见 A , E 区域为双向裂纹源区, 疲劳弧线的圆心在
断口中间, 且 A , E 区域边缘低倍下均可见车削加工
刀痕, 未见夹杂物缺陷; 图3c ) 是 A 区域 SEM 高倍
形貌, 呈沿加工刀痕面向内扩展的微孔聚集型韧性
断裂形貌; B , D 区域断裂特征相似, 为裂纹扩展区,
呈解理断裂和断续圆弧状的二次裂纹形貌, B 区域
图1 弯臂的工艺结构和断裂位置示意图 的 SEM 低倍形貌见图 3d ); 图 3e ) 为 C 区域 SEM

Fi g 1 Schematicdia g ramof p rocessstructureand 高倍形貌, 可见 C 区域为解理、 韧窝混合断裂特征

fracture p ositionofbendin g arm 形貌, 为瞬断区 [ 2 ] 。

图3 断裂弯臂断口SEM 形貌

Fi g 3 SEM mor p holo gy offractureoffracturedbendin g arm

a mor p holo gy ofareaAatlowma g nification b mor p holo gy ofareaEatlowma g nification

c mor p holo gy ofareaAathi g hma g nification d mor p holo gy ofareaBatlowma g nification

e mor p holo gy ofareaBathi g hma g nification
1.3 化学成分分析 表1 。由 表 1 可 见, 弯 臂 的 化 学 成 分 符 合 GB / T
在断裂弯臂上取样进行化学成分分析, 结果见 3077-2015 《 合金结构钢》 对40Cr钢的技术要求。

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