Page 76 - 理化检验-物理分册2022年第八期
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张 强, 等: 液压油缸缸筒爆裂原因
匀, 存在混晶, 部分珠光体呈不均匀的大块状, 部分 综上所述, 该液压油缸缸筒爆裂的过程为: 首先
铁素体呈针状, 具有魏氏组织特征, 组织形态较差, 在导向套和缸筒焊接的起弧点热影响区位置产生半
液压油缸缸筒的显微组织如图 5 所示。 椭圆形凹面裂纹, 油缸服役时的过冲会带来较大的
工作应力, 使油缸表面受较大拉应力, 当裂纹穿过热
影响区后快速扩展, 导致油缸缸筒爆裂。
3 结论
( 1 )液压油缸缸筒组织不均匀, 部分珠光体呈
不均匀的大块状, 部分铁素体呈针状, 具有魏氏组织
特征, 因此材料的断后伸长率、 断面收缩率和冲击韧
图 5 液压油缸缸筒的显微组织 性较低, 脆性较强。
2 综合分析 ( 2 )液压油缸缸筒的焊接工艺不当使焊接起弧
点附近出现裂纹, 引起应力集中, 缸筒服役过程中,
该液压油缸缸筒的化学成分符合 GB / T699 — 在较大工作应力作用下裂纹快速扩展, 最终导致油
2015 对 45 钢的要求。力学性能测试结果表明: 液 缸缸筒爆裂。
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压油缸缸筒的抗拉强度、 屈服强度满足标准要求, 但
参考文献:
断后伸长率、 断面收缩率和冲击吸收能量均明显低
于标准要求, 因此材料抵抗破坏的能力较低, 脆性较 [ 1 ] 王荣 . 液压油缸外筒爆裂分析[ J ] . 理化检验( 物理分
强, 一旦产生裂纹, 裂纹很容易迅速扩展 [ 5 ] 。 册), 2011 , 47 ( 9 ): 570-574.
金相检验结果表明: 液压油缸缸筒的显微组织 [ 2 ] 王温银, 顾永琴, 叶海燕 . 液压油缸开裂失效分析[ J ] .
为网状铁素体 + 珠光体组织, 存在明显的偏析, 组织 金属热处理, 2014 , 39 ( 5 ): 150-153.
[ 3 ] 孙永庆, 刘 振 宝, 李 文 辉, 等 .05Cr17Ni4Cu4Nb 钢 液
不均匀, 部分珠光体呈不均匀的大块状, 部分铁素体
压油缸开裂失效分析[ J ] . 金属热处理, 2018 , 43 ( 11 ):
呈针状, 具有魏氏组织特征, 组织形态较差是导致材
239-242.
料断后伸长率和冲击吸收能量偏低的主要原因。
[ 4 ] 杨晓, 王世宁, 张先锋, 等 .34CrNi3Mo 钢制轧辊断裂
断口 SEM 分析结果表明: 液压油缸缸 筒先形
原因分析[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), 2019 , 55 ( 10 ):
成了一条穿透性主裂纹, 后分叉形成数条次裂纹, 油
741-744.
缸缸筒外表面无明显的塑性变形及鼓胀。主裂纹断 [ 5 ] 马小明, 熊烨 . 高压水泵主轴断裂失效分 析[ J ] . 石 油
口平齐有金属光泽, 断口上可见收敛于半椭圆形凹 化工设备技术, 2010 , 31 ( 4 ): 35-37.
面的放射状条纹, 为典型的脆性断裂宏观特征 [ 6 ] 。 [ 6 ] 钟群鹏, 周煜, 张峥 . 裂纹学[ M ] . 北京: 高等教育出版
该凹面正好位于导向套和缸筒焊接的起弧点边缘热 社, 2014.
影响区, 焊缝的起弧点在焊接时冷却速度很快, 如果 [ 7 ] 于在洪, 温景辉, 姜海雨 . 焊接裂纹的产生原因及防止
焊接工艺不当, 则很容易在此位置产生裂纹 [ 7 ] 。 措施[ J ] . 科技信息, 2011 ( 8 ): 769-770.
( 上接第 57 页) 程中, 陈旧性裂纹末端是应力集中的疲劳裂纹源, 引
层成分匹配, 说明裂纹在螺栓进行表面磷化处理前 发了疲劳断裂。
就已经存在了; 同时覆盖层中还检出了腐蚀性元素 ( 3 )断口上的陈旧性裂纹形成于酸洗之前。
O 和 Cl , 这是因为磷化处理前、 酸洗时残留酸液渗
参考文献:
入裂纹内部, 从而发生了氧化腐蚀。
[ 1 ] 王荣 . 机械装备的失效分析( 续前)第 3 讲 断口分析
3 结论
技术( 上)[ J ] . 理 化 检 验 ( 物 理 分 册), 2016 , 52 ( 10 ):
( 1 )连杆螺栓材料符合图纸技术要求。 702.
( 2 )连杆螺栓断裂性质为疲劳断裂, 疲劳裂纹 [ 2 ] 袁峰, 靳宝宏, 门 菲 . 发 动 机 连 杆 螺 栓 断 裂 原 因 分 析
起源于深暗色( 陈旧性裂纹) 区域的末端, 在服役过 [ J ] . 理化检验( 物理分册), 2017 , 53 ( 11 ): 833-836.
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