Page 57 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

封小亮, 等: 堆焊修复风机传动轴断裂失效的原因

口边缘分布有 1 号、 2 号、 3 号、 4 号共 4 个断裂棘
1 理化检验
轮台阶, 1号台阶起源于轴肩和键槽的交错位置,
1.1 宏观观察 图2a ) 方框处为最后断裂区。断口边缘可见由轴
风机轴断口位于轴颈与轴身的变径位置( 轴 颈表面向轴肩延伸的堆焊层, 断口边缘沿堆焊焊
肩位置), 断裂风机轴的宏观形貌见图1 。经测量, 趾起伏分布, 轴肩凹凸不平, 根部未见圆角过渡,

风机轴轴身和轴颈直径分别为 55mm 和 60mm , 见图2b )。采用体视显微镜观察断口, 可见2号、 3

风机轴长度约为 1100mm , 取出轴颈套筒后发现 号、 4号共4个断裂棘轮台阶均起源于轴颈堆焊焊

横跨 轴 颈 与 轴 身 的 键 槽 尺 寸 约 为 25 mm× 趾位置, 其中 3 号棘轮台阶可见沿焊趾向轴心方

8mm×4mm 。对轴颈侧断口进行观察发现, 断口 向扩展的裂纹, 见图2c )。轴颈外表面存在大量孔
表面无宏观塑性变形, 断口表面齐平、 光滑, 沿断 洞缺陷, 见图2d )。

图1 断裂风机轴的宏观形貌

Fi g 1 Macromor p holo gy offracturedventilatorshaft

图2 断裂风机轴断口的宏观形貌

Fi g 2 Macromor p holo gy offractureofbrokenventilatorshaft

#
a fracturesurface b surfacin gweldin g la y er c 3 ratchetmark d holeon j ournalsurface
1.2 化学成分分析 ( 常规法)》, 对风机轴的化学成分进行分析, 检测结

按照 GB / T4336-2016 《 碳素钢和中低合金 果均符合JISG4051-1979中对 S45C 钢的成分要

钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法 求, 检测结果见表1 。

表1 风机轴的化学成分

Tab 1 Chemicalcom p ositionsofventilatorshaft
质量分数 / %
元素
C Si Mn P S Cr Ni Cu
实测值 0.48 0.26 0.67 0.020 0.018 0.15 0.025 0.011
标准值 0.42~0.48 0.15~0.35 0.60~0.90 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.20 ≤0.20 ≤0.30
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