Page 80 - 理化检验-物理分册2022年第七期

周志超, 等: 某产线变速箱齿轮断裂原因

图 4 夹杂部位元素分布面扫描结果
的韧性。一般来说, 调质过程中温度较高, 会导致魏
氏体的形成 [ 3 ] , 但该断裂齿轮未见明显调质处理迹
象。同时, 齿轮中还存在大量的非金属夹杂物, 其硬
度也不符合设计要求。受上述诸多因素的共同影
响, 齿轮的轮齿在弯曲疲劳应力作用下, 随着齿根部
位的应力集中, 齿轮的疲劳寿命降低 [ 4 ] , 最终发生断
裂失效。

图 5 齿轮断裂截面显微组织形貌 3 结论及建议
所示。从表 2 可以看出: 齿轮的硬度不满足该齿轮 ( 1 )该齿轮长时间受弯曲疲劳应力以及材料中

的产品设计要求, 硬度测试结果与金相检验中魏氏
存在异常组织和非金属夹杂物, 最终导致了齿轮断
体的出现是对应的。 裂失效。
表 2 洛氏硬度测试结果 HRC
( 2 )选择齿轮时要重点关注其弯曲疲劳强度、
项目 硬度 1 硬度 2 硬度 3 平均值
耐磨性和接触疲劳强度, 同时还要求轮齿心部具有
实测值 45.2 48.1 46.5 46.6 足够的硬度和韧性等。
设计值 58.0~63.0
参考文献:
2 综合分析
[ 1 ] 冯紫萱, 冯文博, 李轲 . 减速机齿轮断裂原因分析[ J ] .
理化检验分析结果表明: 齿轮轮齿的顶部位置 山西冶金, 2020 , 43 ( 3 ): 34-35.
呈现出肉眼可见的疑似缺陷剥落现象, 同时在断裂 [ 2 ] 陈郧, 皇百红, 杨亮波, 等 . 变速箱中间轴常啮合齿轮
处未见明显塑性变形区域; 齿轮的化学成分不满足 断裂失 效 分 析 [ J ] . 金 属 材 料 与 冶 金 工 程, 2021 , 49
GB / T699 — 2015 的标准要求, 而且 部 分 元 素 偏 离 ( 6 ): 17-21.

[ 3 ] 武坤, 杨帆, 王秀健, 等 . 力矩扳手连接杆的断裂原因
较大; 断裂的轮齿处存在大量粗大的魏氏体。魏氏
及热处理工艺改进[ J ] . 理化检验( 物理分 册), 2021 ,
体是在过热区内, 粗大的奥氏体在较快冷却速率下
57 ( 11 ): 71-74.
形成的 一 种 特 殊 的 过 热 组 织, 由 于 其 晶 粒 粗 大,
[ 4 ] 王华 . 分动 箱 齿 轮 断 裂 原 因 [ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分
同 时大量铁素体针片形成脆弱面, 因此降低了材料
册), 2021 , 57 ( 2 ): 63-66.

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