Page 84 - 理化检验-物理分册2021年第十一期

李平平, 等: 挖掘机直线行走阀芯断裂的原因

为尖角过渡, 尖角效应明显。进一步放大观察发现,
裂纹源处为典型的冰糖状沿晶断口, 其外表面可见
环向磨损痕迹, 用手触摸有明显毛刺感, 见图 3b )。
将裂纹源进一步放大观察发现, 油孔边缘分布着多
条沿晶扩展的显微裂纹, 晶界上存在大量条块状
Cr-Fe碳 化 物, 扩 展 区 疲 劳 条 纹 清 晰 可 见, 如
图3c ) ~d ), 面扫描分析结果如图4所示。
图4 图3d ) 区域铬元素的面扫描分析结果
1.3 金相检验 Fi g 4 Surfacescananal y sisresultsofchromiumin

由图5可见: 裂纹源处为尖角结构, 应力集中现 there g ionoffi g ure3d

象明显; 裂纹源处组织为针状回火马氏体+体积分 粒碳化物; 心部组织为板条状回火马氏体+少量贝
数约10%的残余奥氏体+断续网状分布的碳化物, 氏体, 奥氏体晶粒度评定级别为8级。
碳化物投影长度为10~20 μ m , 这与扫描电镜分析 结合扫描电镜分析结果, 综合判断阀芯开裂除

结果相吻合; 远离裂源处的表面组织为针状回火 了与边沿棱角效应和打磨损伤有关外, 还与渗碳不
马氏体+体积分数约 5%的残余奥氏体, 未见粗颗 良有关。

图5 直线行走阀芯1号断面不同位置处的显微组织形貌

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Fi g 5 Microstructuremor p holo gy atdifferent p ositionsof1 fracturesurfaceofstrai g ht-linewalkin g s p ool

a p olishedstateofcracksource b corrosivestateofcracksource c kee p awa y fromcracksource d heart
1.4 硬度试验
对1号断面裂纹源处进行显微硬度试验, 对远
离裂纹源的外圆面进行显微硬度和显微硬度梯度试
验。结果表明: 裂纹源处显微硬度约 810HV1 , 明

显高于 远 离 裂 纹 源 处 的 外 圆 面 的 硬 度 ( 约 为

700HV1 )。图 6 显 示 有 效 硬 化 层 深 度 约 为

0.5mm , 满足技术要求( 0.3~0.6mm )。
2 有限元仿真 图6 1号断面远离裂源处外圆面的显微硬度分布曲线

Fi g 6 Microhardnessdistributioncurveofoutercircularsurfaceawa y
该直线行走阀芯正常工作时的最大轴向拉伸载
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fromcracksourceof1 fracturesurface
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