Page 64 - 理化检验-物理分册2024年第六期

张 振，等：铸造风电主轴锁定孔开裂原因

图 2 开裂主轴断口裂纹源附近 SEM 形貌

图 3 开裂主轴断口远离裂纹源处 SEM 形貌
断口远离裂纹源处微观形貌如图5所示。由图 在加热到一定温度后经历过迅速冷却的过程。在迅
5 可知：远离裂纹源处的石墨大部分呈球状和团状 速冷却的过程中，过渡区附近会产生较大的内部应
分布，石墨分布比较均匀，球化率大于 90%，石墨 力。裂纹源位于过渡区附近，石墨明显密集分布，石
大小级别为 6 级 [ 见图 5a）]，铁素体质量分数大于 墨密集分布将导致局部区域的抗拉强度偏低。切割
95%[ 见图 5b）]，组织为铁素体和少量沿铁素体晶 结束后的周向拉应力超过了该区域的抗拉强度，使
界析出的碳化物[见图5c）~5d）], 符合产品要求。 材料产生微裂纹。微裂纹产生后，在残余应力和重
1.5 力学性能测试 力等局部应力共同作用下，裂纹不断扩展，最终形成
截取开裂主轴本体和附铸试块的材料，并将其制 了较深的裂纹，导致主轴锁定孔断裂。
成拉伸试样，按照GB/T 228.1—2021《金属材料 拉
3 结语及建议
伸试验 第1部分：室温试验方法》对试样进行拉伸试
主轴锁定孔切割面附近有明显的石墨密集分
验，结果如表2所示。由表2可知：断裂主轴和附铸
布，在冷却过程中，局部内应力超过其强度而产生微
试块的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率均符合技术
裂纹；微裂纹在残余应力等局部应力的作用下不断
要求。
延伸，最终导致主轴断裂。建议提高原材料的质量，
2 综合分析 保证基体中材料性能的均匀性；优化切割工艺，切割

靠近切割面的显微组织为马氏体，说明该位置 前进行预热，切割后增加缓冷措施。
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