Page 59 - 理化检验-物理分册2022年第七期

朱泽晓, 等: 某压铸机拉杆早期断裂原因

图 5 断裂拉杆夹杂物及低倍组织检验结果
表 2 断裂拉杆低倍组织评级结果 级 萌生于螺纹底部腐蚀坑的微裂纹, 且每个螺纹均存
在多个腐蚀坑。在断口疲劳源附近取样, 经打磨、 抛
一般 中心 锭型 一般点 边缘点 其他
项目
疏松 疏松 偏析 状偏析 状偏析 缺陷 光后, 采用体积分数为 4% 的硝酸酒精溶液侵蚀后,
用 GX71 型倒置式显微镜观察显微组织, 发现拉杆
评定值 0.5 0.5 0.5 0 0 无
疲劳源处组织为回火索氏体 + 粒状贝氏体 + 微量铁
在拉杆主断面附近螺纹处发现多个螺纹均存在 素体( 见图 6 )。

图 6 疲劳源附近的显微组织形貌
1.5 力学性能测试 扫描电镜( SEM ) 下观察, 可以看到拉杆疲劳裂纹萌
在拉杆螺纹段距外圆面 R / 3 ( 25mm )处纵向取 生于螺纹底部连续腐蚀坑位置[ 见图 7a )], 图 7b ) 为

拉伸和 V 型冲击试样, 根据 GB / T228.1 — 2010 《 金 疲劳裂纹扩展区的疲劳条带微观形貌。结合宏观特

属材料 拉伸试验 第1部分: 室温试验方法》 和 GB / T 征, 判断该拉杆断裂模式为裂纹萌生于螺纹底部腐

229 — 2020 《 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法》, 分别 蚀坑的多源疲劳断裂。对腐蚀坑内的腐蚀产物进行

采用 MTSC45.305 型微机控制电子万能试验机和 能谱( EDS ) 分析, 发现其主要成分为含有合金元素
ZBC2302-D 型摆锤式冲击试验机进行拉伸和冲击试 的氧化物( 见图 8 )。
验, 结果如表 3 所示。由表 3 可知, 拉杆的力学性能

符合企标 QHTJ102-2018 《 金属材料通用技术标准 2 综合分析

第一部分》 中对42CrMoA 钢的要求。 根据上述理化检验结果可知: 拉杆的螺纹尺寸、
表 3 拉杆材料力学性能测试结果
显微组织及力学性能均符合相关标准要求。宏观观
抗拉强度 / 屈服强度 / 断后 V 型冲击
项目 察发现拉杆断口的疲劳裂纹源位于拉杆螺纹底部,
MPa MPa 伸长率 / % 吸收能量 / J
呈多源疲劳特征, 且螺纹底部布满大小、 深浅不一的
73.0 , 56.1 ,
实测值 800 608 22.0 腐蚀坑。拉杆因承受应力过大, 或表面存在缺陷会
85.6 , 81.0
产生应力集中, 其疲劳断口呈低周疲劳断裂特征, 存
标准值 ≥750 ≥500 ≥12 ≥35
在多个疲劳源 [ 2-3 ] , 多源疲劳相互交接后在疲劳源区
1.6 断口分析 形成疲劳台阶 [ 4-5 ] 。拉杆螺纹本身由于尺寸因素会
将拉杆断口清洗并吹干后, 置于JSM-6510A 型 产 生较大的应力集中, 拉杆底部腐蚀缺陷加剧了应
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