Page 61 - 理化检验-物理分册2022年第七期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202207012

某装载机内齿圈断裂原因

陈凯敏,樊 洋,赵 宜,乔建勇

( 浙江机电职业技术学院,杭州 310053 )

摘 要: 某装载机用内齿圈成品在搬运过程中意外跌落并发生脆断。采用宏观观察、 断口分析、
化学成分分析、 低倍检验、 金相检验等方法对其断裂原因进行了分析。结果表明: 不当的辗环工艺
导致内齿圈形变过烧, 进而在其心部出现大量呈周向分布的细小孔洞和裂纹; 机加工使材料心部的
缺陷暴露出来, 并在随后的渗氮处理中生成了大量的脉状组织, 极大地增加了内齿圈的脆性, 最终
导致内齿圈在跌落时发生脆断。

关键词: 内齿圈;脆断;孔洞;形变过烧

中图分类号: TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 07-0045-03

Fracturereasonsofinner g earrin g ofaloader

,
CHENKaimin , FANYan g ZHAOYi , IAOJian y on g
Q

( Zhe j ian g InstituteofMechanical& ElectricalEn g ineerin g , Han g zhou310053 , China )

Abstract : Thefinishedp roductofinnerg earrin gforaloaderaccidentall yfellandbrittlefractureoccurred

durin g trans p ortation.Thefracturereasonswereanal y zedb ymacrosco p icobservation , fractureanal y sis , chemical

com p ositionanal y sis , low p owertestand metallo g ra p hicexamination.Theresultsshowthattheim p ro p errin g

rollin gp rocessledtothedeformationoverburnin goftheinnerg earrin g , andalar g enumberofcircumferentiall y

distributedfineholesandcracksa pp earedinthecenteroftheinnerrin g .Themachinin gex p osedthedefectsinthe

coreofthematerial , andalar g enumberofveinstructureswereg eneratedinthesubse q uentnitridin gtreatment ,

whichg reatl y increasedthebrittlenessoftheinner g earrin g , andeventuall y ledtobrittlefractureoftheinner g ear

rin gwhenitfell.

Ke y words : inner g earrin g ; brittlefracture ; hole ; deformationoverburnin g
某装载机用内齿圈材料为 35CrMo 钢, 制造工 见明显起伏, 呈一次性断裂的特征。

序为: 原材料锯料 → ( 1150±30 ) ℃ 加热 → 锻造 →
冲孔 → 辗环 → 正火 → 粗车 → 调质( 830~860 ℃ 油淬

+600~650 ℃ 回火) → 精车 → 插齿 → 氮化。在其成
品搬运过程中, 内齿圈意外跌落并发生断裂。为确
定该内齿圈断裂的原因, 笔者对其进行了一系列的
理化检验和分析。
1 理化检验 图 1 内齿圈及其断口宏观形貌
1.1 宏观观察及断口分析 在内齿圈断口 处 取 样, 对 其 进 行 超 声 清 洗 后
该内齿圈及其断口的宏观形貌如图 1 所示。由 用 S-3400N 型扫描电镜( SEM ) 观 察, 结 果 如 图 2
图 1 可知: 断口从齿根部位沿径向扩展, 断口平整未 所示。由图 2 可知: 断口中 心 区 域 存 在 许 多 细 小
孔洞, 孔洞 表 面 呈 现 类 似 自 由 结 晶 状 形 貌, 孔 洞
收稿日期: 2022-04-12 内还 存 在 众 多 晶 界 裂 纹, 局 部 可 见 晶 界 熔 融
作者简介: 陈凯敏( 1981- ), 男, 正高级工程师, 主要从事机械零
痕迹。
部件失效分析和铸造的研究工作, chenkm213@163.com
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