Page 66 - 理化检验-物理分册2024年第七期

闫 贞，等：随车吊机销轴断裂原因

图 14 销轴断口附近表面 SEM 形貌

淬硬层起裂源位于销轴外表面边缘处，裂纹快 在交变载荷作用下，沿作用力方向扩展，形成双源疲
速向两侧扩展，最后发生环向一周开裂现象。断口 劳开裂。当销轴剩余有效强度不足时，销轴发生一
上可见两处面积大小不一的背扩纹，呈双源疲劳断 次性快速断裂。
口形貌特征，疲劳源分别从两侧次表面边缘处萌生， 3 结论
并由外部向内部扩展，最终断裂区位于偏向一侧的
销轴断裂原因为：在运行过程中，销轴外表面
销轴内部。
应力集中处萌生裂纹，裂纹沿淬硬层周向向两边快
销轴外表面硬化层（镀铬层+淬硬层）为最先
速扩展，并汇合导致表面一周开裂；在交变载荷作用
开裂位置，起裂源位于销轴外表面边缘处，裂纹呈人
下，周向裂纹沿作用力方向扩展，形成双源疲劳开裂；
字形快速扩展形貌特征，裂纹沿着销轴四周呈环状
当销轴剩余有效强度不足时，销轴发生一次性快速
扩展，发生一次性周向开裂现象。两处疲劳源区均
断裂。
位于销轴次表面边缘处，裂纹由边缘向心部扩展，裂
纹扩展区以韧窝形貌为主，裂纹快速扩展区以解理 参考文献：
形貌为主，断面上可见大量平行的圆弧贝扩纹，呈低
[1] 武永福，徐春雷，翟浩．工程机械销轴断裂失效分析方
[6]
周疲劳断口形貌特征 。最后瞬断区为扇形解理形 法的探讨[J]．建筑机械，2018(7)：100-102．
貌，为快速撕裂形貌特征。靠近断口边缘处存在明 [2] 李炯辉．金属材料金相图谱[M]．北京：机械工业出版
显的挤压、磨损等损伤，符合疲劳断口形貌特征。。 社，2006．
在工作过程中，销轴主要承受循环弯曲载荷，最 [3] 张蕙．起重机变速箱高速轴断裂的失效分析[J]．中国
大弯曲应力应在销轴中间位置一侧的表面上。销轴 特种设备安全，2011，27(2)：40-43．
[4] 张存信，陈玉如．金属材料断裂的分析方法[J]．理化
表面镀铬层和淬硬层均具有较高的强度和硬度，但
检验(物理分册)，2008，44(11)：622-625．
韧性较差。镀铬层间的带状沟槽、剥落后形成的凹
[5] 祁学军，杨冬梅，晏高华．42CrMo轴件断裂原因分析[J]．
坑及剥落过程中产生的伴生二次裂纹均会在销轴外 理化检验(物理分册)，2013，49(1)：55-58．
表面形成应力集中区，裂纹在销轴外表面应力集中 [6] 宋云鹏，张保议，丁国运．挖掘机销轴的断裂失效分
处萌生，沿淬硬层周向向两边快速扩展。周向裂纹 析[J]．现代制造技术与装备，2015(5)：72-74．

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