Page 56 - 理化检验-物理分册2023年第二期
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金双峰, 等: 高强度螺柱断裂原因
断口未见明显塑料变形, 断口附近的杆部存在周向
磨损痕迹。两个螺柱断口的宏观形貌如图 2 , 3 所
示, 两个螺柱的断口宏观形貌相似, 均可见明显的贝
壳纹, 曲率半径最小处位于断口边缘, 是裂纹源区,
裂纹扩展方向如图中箭头所示, 最后断裂区与轴向
约呈45° , 裂纹扩展过程中, 承载面积减小, 当裂纹
达到临界尺寸后, 螺柱断裂, 形成剪切唇区, 该区面
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积越大, 说明在瞬断时螺柱所承受的载荷越大。 1
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螺柱的断口扩展区较 2 螺柱更光滑细腻, 面积稍微 图3 2 螺柱断口的宏观形貌
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大些, 2 螺柱断口的疲劳弧线和旋转弯曲曲线说明
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螺柱同时受到扭转作用力。
1.2 化学成分分析
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在 1 螺 柱 上 取 样, 按 照 GB / T4336 — 2016
《 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放
电原子发射光谱法( 常规法)》, 采用直读光谱仪对
试样进行化学成分分析, 结果如表 1 所示, 螺柱的
化学成分满足 GB / T3077 — 2015 《 合金结构钢》
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图2 1 螺柱断口的宏观形貌
对42CrMoA 钢的要求。
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表1 1 螺柱的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Mo Cu
实测值 0.43 0.24 0.80 0.010 0.006 1.18 0.13 0.22 <0.02
标准值 0.38~0.45 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.020 ≤0.020 0.90~1.20 ≤0.30 0.15~0.25 ≤0.25
1.3 扫描电镜分析 4a )], 扩展区可见疲劳条带[ 见图4b )], 扩展后期为
用扫描电镜( SEM ) 观察1 螺柱断口的微观形 韧窝形 貌 [ 见 图 4c )], 瞬 断 区 为 韧 窝 形 貌 [ 见 图
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貌, 可知裂纹源呈线性, 可见类似折叠裂纹[ 见图 4d )]。
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图4 1 螺柱断口的SEM 形貌
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