Page 62 - 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

索氏体; 顶杆中间半径处的显微组织为半网状铁素 域附近的断口清晰度下降, 沿晶断裂特征不明显, 且断

体+索氏体; 顶轴心部的显微组织为网状铁素体+ 面多处有磨损迹象, 推测该区域为最后断裂区域。
索氏体。
1.5 断口分析
顶轴断口附近有明显的冰糖状形貌, 且有多处
类似开裂源形貌, 呈沿晶脆性断裂特征。同时, 顶轴
表面有轻微磨损痕迹, 结合宏观观察结果, 推断磨损
处为裂纹开裂区域。
用扫描电镜( SEM ) 检测断口形貌, 检测位置如
图3所示, SEM 形貌如图 4所示, 由图 4可知: 8~10区
图3 断口检测位置示意

图4 试样断口SEM 形貌
中气闸门防逆机构运转, 顶轴一端万向滚珠首先与
2 综合分析
挡板接触, 这时顶轴受力极小。在实际服役过程中,
顶轴材料的显微组织存在网状先共析铁素体, 气闸门关闭时, 其顶轴一端万向滚珠束缚槽边缘首
网状先共析铁素铁降低了材料的强度与冲击韧性。 先与挡板直接发生碰撞, 这将会导致顶轴受到较大
此外, 顶轴材料中碳元素含量偏高, 不符合标准要 的剪切力; 同时, 凹槽结构造成局部应力集中。两者
求, 会造成材料强度与硬度的升高, 同时材料的塑性 共同作用使顶轴断裂。
与冲击韧性降低。
3 结论
导致顶轴断裂的应力来源主要包含两个方面:
一方面为服役过程中产生的外部应力, 一方面为部 断裂材料的显微组织没有明显的淬火组织( 马
件结构造成的应力集中。在正常情况下, 开关过程 ( 下转第50页)
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