Page 80 - 理化检验-物理分册2022年第六期
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吴建华, 等: 地铁列车从动齿轮表面裂纹产生原因
图 2 从动齿轮的磁粉检测结果 图 4 齿轮烧伤微观形貌
伤, 其中一侧齿面除齿顶修缘处外, 其余部位全部烧 次证实裂纹为接触疲劳产生; 正常区域节圆表面组
伤; 另一侧齿面烧伤程度相对较轻, 更加集 中于齿 织为针状回火马氏体 + 少量贝氏体 + 残余奥氏体,
根侧。 齿根表面存在深度约为 20 μ m 的非马氏体组织, 心
部组织为马氏体 + 贝氏体; 裂纹附近齿面存在深度
小于 2 μ m 的白亮层组织, 裂纹两侧未见氧化和脱
碳现象, 组织仍为回火马氏体, 但回火温度偏高, 具
体表现为裂纹附近的耐腐蚀能力较低, 马氏体针状
特征不明显和硬度偏低。
图 3 酸洗后的齿轮宏观形貌
1.4 化学成分分析
该从动齿轮的化学成分分析结果如表 1 所示,
齿轮的材料符合技术要求。
表 1 从动齿轮的化学成分 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mo
实测值 0.22 0.27 0.56 0.006 0.005 0.60 1.72 0.26
0.17~0.20~0.40~ ≤ ≤ 0.35~1.60~0.20~
标准值
0.23 0.35 0.70 0.030 0.030 0.65 2.00 0.30
1.5 金相检验
为了进一步确认齿面是否存在烧伤特征, 并判
定烧伤的严重程度, 以及烧伤与裂纹类缺陷之间的
关系, 在齿轮的不同区域线切割取样, 在光学显微镜 图 5 裂纹的微观形貌
下观察, 其微观形貌如图 4 所示。由图 4 可知: 齿轮
为全齿面烧伤, 且烧伤范围非常明显。裂纹类缺陷
均产生于 烧 伤 区, 但 烧 伤 程 度 较 轻 且 未 烧 伤 区 无
裂纹。
在从动齿轮上随机切取两个齿块进行金 相检
验, 结果如图 5~7 所示, 由图 5~7 可知: 齿轮裂纹
均萌生于齿面, 裂纹局部呈断续状, 当裂纹扩展至一
定深度后, 转向与齿面平行扩展, 为典型的接触疲劳
裂纹特征; 所有裂纹深度均小于 1mm , 裂纹转向深 图 6 节圆烧伤区微观形貌
度约为 0.4~0.7mm , 该处恰好为最大切应力处, 再
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