Page 56 - 理化检验-物理分册2025年第二期
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质量控制与失效分析 DOI:10.11973/lhjy-wl240016
93WNiFe 钨合金铆钉顶铁断裂原因
陈礼雪,刘永恒,刘体玲
(中航贵州飞机有限责任公司,安顺 561000)
摘 要:某93WNiFe钨合金铆钉顶铁小头部位发生断裂现象。采用宏观观察、化学成分分析、扫
描电镜及能谱分析、金相检验、密度检测、硬度测试等方法对顶铁断裂原因进行分析。结果表明:钨
合金顶铁的断裂性质为脆性断裂,裂纹起源于顶铁工作小头部位的R角根部,该处截面发生变化,促
进了裂纹萌生;钨合金热处理时,液相烧结进行不彻底,导致钨颗粒较小,颗粒之间没有形成结合牢
固的网络状黏结相,导致合金材料内部界面结合强度降低,当合金受到应力时,微裂纹由结合力较
弱的晶粒界面扩展,最终导致顶铁断裂。
关键词: 93WNiFe钨合金;铆钉顶铁;脆性断裂;黏结相;界面结合强度
中图分类号:TB31;TG115.2 文献标志码:B 文章编号:1001-4012(2025)02-0040-04
Reasons for fracture of 93WNiFe tungsten alloy rivet top iron
CHEN Lixue, LIU Yongheng, LIU Tiling
(AVIC Guizhou Aircraft Co., Ltd., Anshun 561000, China)
Abstract: The small head of the 93WNiFe tungsten alloy rivet top iron broke during operation. The reasons
for the fracture of the top iron were analyzed using macroscopic observation, chemical composition analysis, scanning
electron microscopy and energy spectrum analysis, metallographic examination, density testing, hardness testing.
The results show that the fracture property of tungsten alloy top iron was brittle fracture, and the crack originated from
the root of the R angle at the working small head of the top iron, where the cross-section changed and promoted crack
initiation. During the heat treatment of tungsten alloy, incomplete liquid-phase sintering resulted in small tungsten
particles and the lack of a firmly bonded network like bonding phase between particles, led to a decrease in the bonding
strength of the internal interface of the alloy material. When the alloy was subjected to stress, microcracks propagated
from the grain interface with weaker bonding strength, ultimately led to the fracture of the top iron.
Keywords: 93WNiFe tungsten alloy; rivet top iron; brittle fracture; bonding phase; interface bonding strength
顶铁是一种用于铆接的工具,与铆钉枪配合,在 某顶铁在铆接5颗铆钉后, 其工作的小头部位发
锤铆过程中顶铁顶住铆钉钉杆端,用铆锤锤击铆钉, 生断裂。笔者采用一系列理化检验方法对该顶铁的
冲击瞬间顶铁顶住铆钉使其变形,从而进行铆接 。 断裂原因进行分析,并提出针对性预防措施,以避免
[1]
顶铁的主要生产原材料为钢和钨合金。因钨合金具 该类事故再次发生。
有高密度、高强度等优点,在加工顶铁时钨合金比钢
[2]
更受欢迎 。93WNiFe合金具有优异的力学性能, 1 理化检验
是理想的铆钉顶铁材料。93WNiFe合金是一种钨基 1.1 宏观观察
高密度合金,主要由钨、镍、铁等元素组成,其制备 断裂顶铁及断口的宏观形貌如图1所示。由图1
工艺为:粉末压坯→真空烧结→工件真空退火, 单质 可知:断裂位置为顶铁R角根部,断裂位置表面未见
[3]
钨颗粒镶嵌在基体中,基体为一种韧性相、黏结相 。 宏观塑性变形;断口表面较干净、平整、细腻,裂纹
起源于顶铁表面的截面变化位置,即R角根部,呈长
收稿日期: 2024-01-24
线源特征;断裂源区可见应力台阶,断口上可见扩展
作者简介:陈礼雪(1995—),女,工程师,主要从事金相检验及
失效分析工作,2419060140@qq.com 棱线由R角位置向另一侧扩展。
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