Page 56 - 理化检验-物理分册2023年第八期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202308010

万向轴十字销断裂原因

汪瑞俊

( 池州市质量监督检验研究院, 池州 247000 )
摘 要: 某万向轴十字销在机车运行过程中发生断裂, 采用宏观观察、 化学成分分析、 硬度测试、
金相检验、 扫描电镜分析等方法对其断裂原因进行了分析。结果表明: 不良的淬火马氏体组织及大
尺寸的 MnS夹杂降低了十字销倒角部位的抗疲劳性能, 在交变应力的作用下, 十字销发生疲劳
断裂。

关键词: 十字销; 疲劳断裂; MnS夹杂; 淬火马氏体

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 08-0040-03

Fracturereasonofcross p inofuniversalshaft

WANGRui j un

( ChizhouInstituteofQualit y Ins p ectionandResearch , Chizhou247000 , China )

Abstract : Auniversalshaftcrossp infractureddurin g theo p erationofthelocomotive.Thefracturecause

wasanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , hardnesstest , metallo g ra p hic

examinationandscannin gelectron microsco p eanal y sis.Theresultsshowthatthep oorq uenched martensite

structureandlar g esizeMnSinclusionsreducedthefati g ueresistanceofthechamfered p artofthecross p in.Under

theactionofalternatin g stress , thefati g uefractureofthecross p inoccurred.

Ke y words : cross p in ; fati g uefracture ; MnSinclusion ; q uenchedmartensite
十字销是机车内燃机上万向轴的重要组成部
件, 十字销断裂会给铁路行车带来一定的安全隐患。
某机 车 十 字 销 发 生 断 裂。十 字 销 材 料 为 优 质

20CrMnTi合金钢, 热处理工艺为渗碳淬火处理。
笔者采用一系列理化检验方法分析其断裂原因, 以

防止该类问题再次发生。
1 理化检验

图1 十字销断口宏观形貌
1.1 宏观观察
对断裂的十字销进行超声波清洗, 清洗后的断
口宏观形貌如图1所示。经肉眼观察, 十字销断面
有两处主裂纹源、 两处次裂纹源( 见图1中a区), 且
断面上分布有疲劳条带。十字销的倒角处有多条宽
度不一致的裂纹, 裂纹从倒角平台向倒角圆弧过渡
区 延伸( 见图 2 )。 据此初步判断: 十字销在使用过

收稿日期: 2022-12-22
图2 断裂十字销倒角部位裂纹宏观形貌
作者简介: 汪瑞俊( 1983- ), 男, 高级工程师, 主要从事材料理化
程中受弯曲交变应力作用。在弯曲交变应力的作用
性能测试分析工作, chzwan g r j @ali y un.com
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