Page 58 - 理化检验-物理分册2024年第四期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202404010

曲轴开裂原因

吕 渊
( 上海材料研究所, 上海 200437 )

摘 要: 采用宏观观察、 化学成分分析、 力学性能测试、 微观分析等方法对某开裂曲轴进行分析。
结果表明: 曲轴在服役时发生润滑不良, 使其与铜合金轴瓦之间相互摩擦, 铜合金在摩擦高温的影
响下发生异种金属渗入现象, 曲轴表面形成较多填充有铜合金的微裂纹, 这些裂纹成为疲劳源, 最
终导致曲轴疲劳开裂。

关键词: 曲轴; 润滑不良; 摩擦高温; 异种金属渗入; 疲劳开裂

中图分类号: TG144 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2024 ) 04-0042-04

Crankshaftcrackcause

LYUYuan

( Shan g haiResearchInstituteofMaterials , Shan g hai200437 , China )

Abstract : Acrackedcrankshaftwasanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p osition

anal y sis , mechanicalp ro p ert ytestand microsco p icanal y sis.Theresultsshowthatthecrankshafthadp oor

lubricationdurin g se rvice , whichcausedfrictionbetweenthecrankshaftandtheco pp erallo ybearin gbush.The

p henomenonofdissimilarmetalinfiltrationoccuredundertheinfluenceofhi g hfrictiontem p erature , and man y

microcracksfilledwithco pp erallo ywereformedonthesurfaceofthecrankshaft.Thesecracksbecamefati g ue

sources , whicheventuall y ledtofati g uecrackin g ofthecrankshaft.

Ke y words : crankshaft ; p oorlubrication ; frictionhi g htem p erature ; dissimilarmetalinfiltration ; fati g uecrackin g
某曲轴在服役过程中发生开裂现象, 笔者采用
宏观观察、 化学成分分析、 力学性能测试、 微观分析
等方法对某开裂曲轴进行分析, 以防止该类问题再
次发生。

1 理化检验

1.1 宏观观察
曲轴宏观形貌如图1所示。由图1可知: 其中
一节轴表面存在裂纹。
截取的开裂处试样宏观形貌如图2所示。由图2
可知: 曲轴表面存在明显的环向磨损痕迹, 部分区域发
黑[ 见图2a )], 分析认为该区域是由摩擦高温导致的;
裂纹面整体较为洁净, 未见异物覆盖, 裂纹面上可见疲
劳条带, 呈疲劳断裂的宏观形貌特征, 疲劳条带的收敛
位置为裂纹源区, 说明裂纹起源于曲轴表面。

收稿日期: 2023-06-19
作者简介: 吕 渊( 1988- ), 男, 硕士, 高级工程师, 主要从事金属 图1 曲轴宏观形貌

材料的失效分析工作, 183756791@ qq .com
4 2