Page 87 - 理化检验-物理分册2023年第十一期

晏 健, 等: 套管滑套出液口部位断裂原因

可知: 断裂位置为出液口部位, 其壁厚约为 8.8~ 结果如图3所示。由图3可知: 套管滑套发生了脆

9.1mm , 外径约为 132mm , 内径约为 115mm ; 断 性断裂, 在外力作用下, 裂纹由断裂源向外延伸, 裂
口主要由断裂源1和断裂源2组成, 断口整体较为 纹由小裂纹扩展为大裂纹, 瞬断区可观察到河流状
平整、 洁净, 且呈亮金属色, 断面较为粗糙, 整体未见 花样, 并伴有撕裂棱和凹陷, 呈准解理断裂特征 [ 5-7 ] 。
塑性变形, 断面方向基本与轴向垂直 [ 1-2 ] , 裂纹从套
管滑套出液口部位椭圆孔的长轴端点处向外扩展,

呈一次性脆性断裂特征。
1.2 化学成分分析

在断裂套管滑套上取样, 根据 GB / T4336 —
2016 《 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火

[ 3-4 ] , 采用直读光
花放电原子发射光谱法( 常规法)》
谱仪对试样进行化学成分分析, 结果如表 1 所示。

由表 1 可知: 该套管滑套的化学成分满足 GB / T

3077 — 2015 《 合金结构钢》 对42CrMo钢的要求。
表1 套管滑套的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn Cr Mo
实测值 0.44 0.25 0.57 0.95 0.17
0.38~ 0.17~ 0.50~ 0.90~ 0.15~
标准值
0.45 0.37 0.80 1.20 0.25
1.3 扫描电镜( SEM ) 分析
在断口处取样, 采用扫描电镜对试样进行观察, 图2 套管滑套断口的宏观形貌

图3 套管滑套断口的SEM 形貌

1.4 硬度测试 从试样表面至硬度为361HV 处的距离即为套管滑

在套管滑套出液口部位截取试样, 根据 GB / T 套的渗氮层深度 [ 8 ] , 测试结果如表 3 所示。由表 3

4340.1 — 2009 《 金属材料 维氏硬度试验 第1部分: 可知: 套管滑套出液口部位试样渗氮层硬度最高为

试验方法》, 采用显微维氏硬度计对试样进行硬度测 627HV , 远离套管滑套出液口部位的渗氮层硬度最

试, 结果如表2所示。 高为427HV , 出液口部位的渗氮层硬度比远离出
表2 套管滑套出液口部位基体硬度 HV 液口部位的渗氮层硬度高 200HV ; 套管滑套出液

口部位渗氮层深度约为0.3mm , 远离套管滑套出液

实测值1 实测值2 实测值3 平均值

口部位的渗氮层深度约为0.2mm , 出液口部位的渗
310 308 314 311
氮层 深 度 比 远 离 出 液 口 部 位 的 渗 氮 层 深 度 大

根据 GB / T11354 — 2005 《 钢铁零件渗氮层深 约0.1mm 。
度测定和金相组织检验》, 从试样表面至比基体维氏 1.5 冲击性能测试

硬度高50HV 处的垂直距离为渗氮层深度。因此, 在套管滑套出液口部位及滑套部位取样, 根据
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