Page 72 - 理化检验-物理分册2022年第十期

刘桂连, 等: 氢气增压机活塞杆断裂原因

冲击试样, 分别进行室温拉伸和冲击试验, 结果如表 止推圈不同位置分别进行金相检验。

3 所示。 ( 1 )利用光学显微镜对活塞杆尾端端面的非金
表 3 活塞杆的力学性能测试结果 属夹杂物与显微组织进行观察。非金属夹杂物级别

抗拉强度 / 屈服强度 / 断后伸 断面 冲击吸收 为: B 类氧化铝级别, 细系 0.5 级; D 类环状氧化物
项目
MPa MPa 长率 / % 收缩率 / % 能量 / J 级别, 粗系 0.5 级。显微组织为回火索氏体 + 铁素
实测值 886 785 15 56 19 , 30 , 25 体, 晶粒度等级为 8 级( 见图 4 )。

标准值 ≥1130 ≥930 ≥12 ≥45 ≥48 ( 2 )用光学显微镜 对 活 塞 杆 尾 端 断 口 进 行 观
察, 发现组织为回火索氏体 + 铁素体, 断口附近外圆
1.5 金相检验 表面组织为回火索氏体, 组织不均匀( 见图 5 )。

按照 GB / T13298 — 2015 《 金属显微组织检验

( 3 )用光学显微镜对止推圈内表面进行观察,

方法》 及 GB / T10561 — 2005 《 钢中非金属夹杂物含
发现组织为回火索氏体 + 铁素体( 见图 6 )。
量的测定 标准评级图显微检验方法》, 对活塞杆与

图 4 活塞杆尾端端面显微组织形貌与非金属夹杂物微观形貌

图 5 活塞杆尾端断口及其附近外圆表面显微组织
晰, 疲劳辉纹方向与疲劳裂纹扩展方向一致; 未发现
较集中的非金属夹杂物。

2 综合分析

起裂位置在活塞杆外圆表面附近, 由外圆表面
向心部扩展, 裂纹扩展到一定程度后, 由一侧向另一
侧扩展。
瞬断区及其与平滑区分界线处存在大量微裂
图 6 止推圈内表面显微组织 纹, 说明该处所受载荷大于极限强度, 造成活塞杆先
1.6 扫描电镜( SEM ) 分析 变形后断裂, 符合瞬断特征。平滑区未见微裂纹, 说
对活塞杆尾端断口进行 SEM 分析, 结果如图 7 明平滑区是累积损伤造成的。
所示。由图 7 可知: 瞬断区及其与平滑区分界线处 由断口分析可知, 该断裂属于髙周或超髙周疲
存在大量微裂纹; 平滑区未见微裂纹; 贝纹 线不清 劳断裂。
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