Page 74 - 理化检验-物理分册2023年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202302016

40Cr 钢油缸断裂原因

王晓兰, 陆旭霞, 尹海涛, 季灿南

( 江苏永钢集团有限公司, 张家港 215628 )
摘 要: 采用宏观观察、 化学成分分析、 金相检验、 扫描电镜和能谱分析、 显微硬度测试等方法分
析了40Cr钢油缸断裂的原因。结果表明: 油缸断裂主要与硫元素含量超标、 硫化物聚集、 表面凹
坑缺陷及热处理不均匀有关; 硫元素易产生“ 热脆”, 聚集的条状夹杂物破坏了基体的连续性, 使油
缸产生微裂纹, 在表面凹坑处产生应力集中, 热处理不均匀使组织产生内应力, 萌生的裂纹及表面
凹坑在以上因素的作用下不断扩展, 最终导致油缸断裂。

关键词: 40Cr钢油缸; 硫化物; 夹杂物; 微裂纹; 应力集中

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 02-0058-05

Fracturereasonsof40Crsteelc y linder

WANGXiaolan , LUXuxia , YINHaitao , JICannan

( Jian g suYon gg an gGrou pCo. , Ltd. , Zhan gj ia g an g 215628 , China )

Abstract : Thefracturereasonsof40Crsteelc y linderwereanal y zedb ymacrosco p icobservation , chemical

com p ositionanal y sis , metallo g ra p hicexamination , scannin gelectron microsco p eandener gys p ectrum anal y sis ,

microhardnesstest.Theresultsshowthatc y linderfracturewasmainl y relatedtoexcessivesulfurcontent , sulfide

a gg re g ation , surface p itdefectsandunevenheattreatment.Sulfurelementwaseas ytop roduce"hotbrittle" ,

a gg re g atedstri p inclusionsdestro y edthecontinuit y ofthematrix , sothatthec y linder p roducedmicro-cracks , stress

concentrationwas p roducedatthesurfacep its , internalstresswasp roducedb yunevenheattreatment.Initiated

cracksandsurface p itscontinuedtoex p andundertheactionoftheabovefactors , eventuall y ledtoc y linderfracture.

Ke y words : 40Crsteelc y linder ; sulfide ; inclusion ; microcrack ; stressconcentration
1 理化检验
1.1 宏观观察
某40Cr钢油缸在工作过程中发生断裂, 其宏观
形貌如图1a ) 所示。将断裂面切下并分成 3 块, 清
洗干净后, 其断口宏观形貌如图1b ) 所示, 可见有多
处裂纹源。
1.2 化学成分分析
从40Cr钢油缸上截取一块试样, 使用直读光谱
仪对其进行化学成分分析, 结果如表 1 所示。由 图1 断裂油缸宏观形貌

表1可知: 油缸硫元素的质量分数不符合 GB / T
1.3 扫描电镜分析
3077 — 2015 《 合金结构钢》 的要求, 其他元素的质量

分别截取3个断口试样, 并放入乙醇中, 用超声
分数均符合要求。
波清洗干净, 再在扫描电镜( SEM ) 下观察 [ 1 ] , 结果
如图2~4所示。由图2~4可知: 断口处均存在损
收稿日期: 2022-04-22
作者简介: 王晓兰( 1988- ), 女, 硕士, 工程师, 主要从事钢铁材 伤, 表面较光滑, 断口特征已不明显; 裂纹源1为长
条形凹坑, 凹坑内未发现夹杂物等冶金类缺陷( 见图
料的物理性能检验及失效分析工作, wan g xiaolan _ 88@163.com
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