Page 61 - 理化检验-物理分册2023年第十二期

程 健, 等: 气闸门顶轴断裂原因

表1 靠近预轴断口杆部的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn S P Cr Ni Cu

实测值 0.53 0.30 0.67 0.017 0.027 0.005 0.005 0.0027
0.42~0.17~0.50~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤
标准值
0.50 0.37 0.80 0.035 0.035 0.25 0.30 0.25
淬火后有效硬化层深度的测定》 测试断裂顶轴杆部
的淬火层深度。第一个测量点距离表面0.2mm , 每

隔0.2mm 测量一个点, 共测量 15 个点, 距离边缘

3mm ( 顶轴杆部直径约20mm ), 结果如表2所示。
表2 断裂顶轴杆部的硬度测试结果
深度 / mm 硬度 / HV 深度 / mm 硬度 / HV 深度 / mm 硬度 / HV
0.2 245 1.2 281 2.2 287
0.4 235 1.4 280 2.4 278
0.6 256 1.6 281 2.6 277
0.8 253 1.8 286 2.8 293
1.0 268 2.0 274 3.0 284
图1 断裂顶轴的宏观形貌 由表2可知: 材料的显微维氏硬度随着测试深

断裂起源位置呈2~3mm 台阶状特征; 扩展区倾斜 度的不同而变化, 材料表面硬度偏低, 中部稍微偏大

向上, 表面光滑且颜色较暗, 与顶轴轴线呈约 45° , 且比 较 稳 定, 没 有 表 面 淬 火 的 迹 象, 根 据 GB / T

逐渐由边缘向槽口扩展。 1172 — 1999 《 黑色金属硬度及强度换算值》, 淬火
1.2 化学成分分析 后45钢的硬度一般大于55HRC ( 596HV )。

采用火花光谱仪对靠近顶轴的杆部进行化学成 1.4 金相检验

分分析, 结果如表1所示, 结果表明: 顶轴的碳元素 根据 GB / T13298 — 2015 《 金属显微组织检验

含量略高于 GB / T699 — 2015 《 优质碳素结构钢》 对 方法》 与 GB / T38720 — 2020 《 中碳钢与中碳合金结
45钢的要求。 构钢淬火金相组织检验》, 顶轴材料的显微组织边缘
1.3 硬度测试 与心部稍有区别, 未见淬火马氏体组织( 见图2 ), 由

根据 GB / T5617 — 2005 《 钢的感应淬火或火焰 图2可 知: 顶轴边缘的显微组织为粗网状铁素体+

图2 顶轴显微组织形貌
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