Page 57 - 理化检验-物理分册2023年第十二期

杜佳美: 水泵叶轮轴断裂原因

槽处, 外表面台阶处为断裂源, 断裂性质为多源扭转
疲劳断裂( 见图4 )。

图1 水泵及叶轮轴断裂位置附近宏观形貌 图3 从现场取回的断裂叶轮轴宏观形貌

图2 拆卸后的断裂叶轮轴宏观形貌 图4 断裂叶轮轴断面宏观形貌
叶轮轴断裂位置为轴承内套圈附近, 该处轴直 1.2 化学成分分析

径为65mm , 断口较为平整, 断面基本与轴向垂直, 在断裂叶轮轴上截取试样, 使用直读光谱仪进
没有明显的塑性变形, 断面有轻微磨损痕迹, 未发现 行化学成分分析, 结果如表1所示。由表1可知: 该
其他冶金缺陷。断面分为3个区域, 即起裂区、 裂纹 断裂叶轮轴的化学成分符合 GB / T3077 — 2015 《 合

扩展区和瞬断区 [ 2-3 ] , 断裂起源于轴外表面工艺退刀 金结构钢》 对40Cr优质钢的要求。

表1 断裂叶轮轴的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Ni Cu Mo Al
实测值 0.41 0.26 0.62 0.01 0.01 0.90 0.01 0.01 0.003 0.02
标准值 0.37~0.44 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.03 ≤0.03 0.80~1.10 ≤0.30 ≤0.30 ≤0.10 —

1.3 扫描电镜分析 区颜色呈金属光亮色, 且呈明显撕裂状态, 位于起裂
对叶轮轴断口进行扫描电镜分析, 发现断裂源 区对侧。
处主要呈韧窝形貌, 属于脆性断裂; 裂纹扩展区所占 1.4 低倍检验
面积较大, 向内呈放射状, 主要以解理形貌为主, 也 在叶轮轴附近截取横向全截面试样, 按 GB / T
存在少量的韧窝形貌以及二次裂纹( 见图 5 ); 瞬断 226 — 2015 《 钢的低倍组织及缺陷腐蚀检验法》 对试

图5 断裂叶轮轴起裂区与裂纹扩展区SEM 形貌

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