Page 65 - 理化检验-物理分册2025年第四期
P. 65
李 明，等：压缩机齿轮轴端齿盘断齿原因
表2 断裂齿面的硬度测试结果 HBW 晰可见；断口1裂纹扩展区可观察到疲劳辉纹和二次
项目 实测值1 实测值2 实测值3 平均值 裂纹，断口2裂纹扩展区可见交变载荷作用下的挤压
实测值 428 430 427 428 痕迹，两断口均符合疲劳断裂的形貌特征；瞬断区可
企业标准值 285~385 见韧窝花样，深度约为36 μm。
表3 5级叶轮侧中心拉杆的拉伸试验结果 对断口1源区附近的齿面进行SEM分析，结果
如图5所示。由图5可知：低倍下，可见层状的摩擦
抗拉强度/ 屈服强度/ 断后伸长率/ 断面收缩率/
项目
MPa MPa % % 条痕，磨光区与粗糙区交替分布；高倍下，磨光区呈
实测值 1 247 1 113 15 62 犁沟特征，存在微裂纹，粗糙区可见磨屑堆积和材料
企业标准值 ≥1 230 ≥1 030 ≥12 ≥35 剥落后形成的麻坑。
图 4 轴端齿断口的 SEM 形貌
图 5 断口 1 源区附近齿面的 SEM 形貌
对磨屑进行能谱分析，结果如图6所示。由图6 微镜下观察其微观形貌，结果如图7所示。由图7可
可知：磨屑中含有Ni、Nb、Ti、Al等元素，为端齿副 知：断口1、断口2裂纹源区的齿面上可见多个大小
中叶轮端齿（Inconel 718合金）的元素成分；N元素 不等的麻坑；显微组织为低碳回火马氏体，无氧化、
为压缩机介质元素；除叶轮、介质和轴端齿的基体元 脱碳现象，符合渗碳淬火的心部组织要求。
素外，磨屑中还含有铁的氧化物。 截取垂直于未断裂单齿的剖面试样，在光学显
1.5 金相检验 微镜下观察其微观形貌，结果如图8所示。由图8可
截取垂直于轴端齿断口的剖面试样，在光学显 知：齿面两侧均存在麻坑，疲劳主裂纹起源于齿面麻
49
