Page 72 - 理化检验-物理分册2023年第七期
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张 健: 20Cr13钢主动齿轮断裂原因
齿轮的化学成分符合 GB / T20878 — 2007的要求。
1.3 硬度测试
在主动齿轮的断裂处取样, 对试样进行硬度测
试, 发现试样的硬度为21~26HRC , 硬度测试结果
波动较大, 但均满足技术要求。
1.4 金相检验
在断裂主动齿轮断口附近取样, 对试样进行抛
光, 然后用氯化铁盐酸水溶液对其进行腐蚀, 在光学
显微镜下进行观察, 结果如图3所示。由图3可知: 图2 断口宏观形貌
表1 断裂主动齿轮的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni
实测值 0.23 0.42 0.53 0.022 0.008 12.12 0.18
标准值 0.16~0.25 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.035 12.00~14.00 ≤0.60
的晶界呈黑色, 为组织过热的特征 [ 1 ] 。
图3 断裂主动齿轮的显微组织形貌
试样的组织主要为铁素体基体上分布着粒状渗碳 图4 金相试样经硫酸硝酸腐蚀后的微观形貌
体, 即球化珠光体, 沿晶界附近有大量析出物呈灰 1.5 扫描电镜分析
色; 在珠光体外, 部分晶界处分布着黑色带状组织, 采用扫描电镜( SEM ) 对断口进行观察, 结果如
其中夹杂着白色块状组织。 图5所示。由图5可知: 从断裂起始位置到断裂终
将金相试样在体积分数为10%的硫酸硝酸溶 止位置, 断口的微观形貌无明显区别, 均呈冰糖颗粒
液中腐蚀 30s , 并用清水洗涤, 再用脱脂棉擦拭, 形状, 属于沿晶断裂, 但表面不光滑, 中间穿插部分
重复3次, 进行轻微的抛光后置于光学显微镜下 穿晶断裂, 无疲劳辉纹等痕迹, 属于脆性断裂; 发现
观察, 结果如图4 所示。由图 4 可知: 整个试样表 有沿晶界分布的带状组织, 呈解理断裂特征。
面呈灰色, 上面密集分布着黑色斑点, 其中黑色斑 为进一步明确组织中发现的黑色带状组织和晶界
点为腐蚀孔洞, 附近基体上的晶界呈白色, 并呈断 析出物, 将金相试样置于SEM 下进行观察, 结果如图6
续状分布, 可证实是组织过烧的特征; 灰色基体上 所示。由图6可知: 沿基体组织晶界析出的是δ铁素
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