Page 67 - 理化检验-物理分册2025年第一期
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吕卓峰，等：风扇传动轴断裂原因
表1 断裂风扇轴化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C Si Mn P S Cr Mo Al
实测值 0.42 0.21 0.74 0.007 5 0.003 5 1.18 0.23 0.020
技术协议 0.38~0.45 ≤0.40 0.60~0.90 ≤0.035 ≤0.035 0.90~1.20 0.15~0.30 —
示，断裂风扇轴的化学成分符合技术协议的要求。 表3 断裂风扇轴冲击试验结果 J
1.3 力学性能测试 冲击吸收能量
项目
1.3.1 拉伸试验 单个值 平均值
在风扇轴上切取直径为20 mm的棒状拉伸试样， 实测值 80.3，96.8，79.0 85
对该试样进行拉伸试验，标距为50 mm，结果如表2所 标准值 ≥35
示。由表2可知： 风扇轴的强度符合技术协议的要求。
表4 断裂风扇轴硬度测试结果 HB
表2 断裂风扇轴拉伸试验结果
硬度
项目
屈服 抗拉 断后 断面
项目 单个值 平均值
强度/MPa 强度/MPa 伸长率/% 收缩率/%
实测值 261，262，261 261
实测值 700 895 17 60
标准值 241~302
技术协议 ≥550 800~950 ≥13 ≥50
1.4 扫描电镜 （SEM）分析
1.3.2 冲击试验
在风扇轴断口的裂纹源区、扩展区及瞬断区分
在风扇轴上纵向切取规格为10 mm×10 mm×
55 mm（长度×宽度×高度）的纵向U型冲击试样， 别截取试样，将试样置于扫描电子显微镜下观察，结
对试样进行冲击试验，试验温度为20 ℃， 结果如表3 果如图4所示。由图4可知：裂纹源区光滑平整，且
所示。由表 3 可知：风扇轴的冲击吸收能量符合 存在多个次裂纹源；扩展区可见与扩展方向垂直的
技术协议的要求。 疲劳辉纹；瞬断区呈等轴韧窝形貌；断口呈典型的扭
1.3.3 硬度测试 转疲劳断裂断口形貌特征。
在风扇轴上切取 10 mm厚的硬度试样，结果
2 综合分析
如表4 所示。由表 4可知：风扇轴的布氏硬度符合
技术协议的要求。 以上理化检验结果表明：风扇轴的化学成分、力
图 4 断裂风扇轴 SEM 形貌
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