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浏览:- 发布日期:2020-11-23 11:44:59【

(洛阳船舶材料(liao)研(yan)究(jiu)所,洛阳 471023)

摘 要:铰链梁在使用过(guo)程(cheng)中(zhong)铰耳发生断(duan)裂,采用宏观(guan)分(fen)(fen)析(xi)(xi)、化(hua)学成分(fen)(fen)分(fen)(fen)析(xi)(xi)、力学性能(neng)测试、金相检验、断(duan)口扫描(miao)电(dian)镜(jing)分(fen)(fen)析(xi)(xi)等方法(fa),对(dui)铰耳断(duan)裂原因进行了分(fen)(fen)析(xi)(xi).结(jie)果(guo)表明:铰链梁中(zhong)的(de)残(can)余铝(lv)含(han)量和氮含(han)量较高(gao),夏季铸造(zao)时冷速过(guo)慢,使得一次奥氏体晶界(jie)(jie)析(xi)(xi)出(chu) AlN 夹(jia)杂(za)物造(zao)成晶界(jie)(jie)脆(cui)化(hua),同时晶界(jie)(jie)上大量的(de)铸态 MnS以(yi)及 Al2O3 类夹(jia)杂(za)物也加剧了晶界(jie)(jie)的(de)脆(cui)化(hua),导致铰链梁铰耳在使用过(guo)程(cheng)中(zhong)发生沿晶脆(cui)性断(duan)裂.

关键词(ci):铰链(lian)梁(liang);贝(bei)壳状断口;AlN 夹杂物;残余铝量;沿(yan)晶脆性断裂

中图(tu)分类号:TG115.2 文献标志码:B 文(wen)章编号:1001G4012(2018)05G0355G04

我国是(shi)人造(zao)金(jin)(jin)刚(gang)石第一生产(chan)大国[1],铰(jiao)(jiao)链(lian)式(shi)六面(mian)顶液(ye)压机是(shi)人造(zao)金(jin)(jin)刚(gang)石的(de)生产(chan)设(she)备,铰(jiao)(jiao)链(lian)梁是(shi)六面(mian)顶中(zhong)(zhong)最重(zhong)要的(de)部件(jian)[2].某厂的(de)铰(jiao)(jiao)链(lian)梁在使用过程中(zhong)(zhong)铰(jiao)(jiao)耳(er)发(fa)生断(duan)裂(lie)(lie),铰(jiao)(jiao)耳(er)是(shi)铰(jiao)(jiao)链(lian)梁的(de)关键部位,承受较(jiao)大作用力.统计发(fa)现(xian)半年(nian)时间内共(gong)有10件(jian)铰(jiao)(jiao)链(lian)梁的(de)铰(jiao)(jiao)耳(er)发(fa)生了(le)(le)断(duan)裂(lie)(lie),而且(qie)断(duan)裂(lie)(lie)特征(zheng)相似,因此急需找到铰(jiao)(jiao)链(lian) 梁 铰(jiao)(jiao) 耳(er) 断(duan) 裂(lie)(lie) 的(de) 原(yuan)(yuan) 因. 该 批 铰(jiao)(jiao) 链(lian) 梁 材 料(liao) 为(wei)ZG35Cr1Mo铸 钢,生 产(chan) 工 艺 为(wei):中(zhong)(zhong) 频 炉 铸 造(zao) → 正(zheng)火(huo)(huo)→回火(huo)(huo)→机加工→调质处理.为(wei)了(le)(le)查明(ming)铰(jiao)(jiao)耳(er)断(duan)裂(lie)(lie)的(de)原(yuan)(yuan)因,笔(bi)者采用宏(hong)观(guan)分(fen)析(xi)、化学成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)、力学性能测试、金(jin)(jin)相检验、断(duan)口扫描电镜分(fen)析(xi)等方法(fa)对(dui)断(duan)裂(lie)(lie)铰(jiao)(jiao)耳(er)进行了(le)(le)检验和分(fen)析(xi),以(yi)避免类似事故的(de)再(zai)次发(fa)生.

1 理化检(jian)验

1.1 断口宏观(guan)观(guan)察(cha)

铰链梁铰耳断(duan)(duan)口低倍形貌如图1所示,可(ke)见断(duan)(duan)口齐平,无塑(su)性变形特(te)征(zheng)(zheng),呈贝壳状(zhuang)断(duan)(duan)口特(te)征(zheng)(zheng),断(duan)(duan)口面(mian)上晶粒形貌明显,晶粒直径大约为(wei)1mm.


1.2 化学(xue)成分分析

在铰(jiao)链梁(liang)铰(jiao)耳处取样进行化(hua)学(xue)成(cheng)分分析,结果见(jian)表(biao)1,可见(jian)其化(hua)学(xue)成(cheng)分满足JB/T6402-2006«大型低合金(jin)钢(gang)铸件»对ZG35Cr1Mo铸钢(gang)成(cheng)分的要求.


1.3 力学性能(neng)测试

在铰(jiao)链梁(liang)铰(jiao)耳处取样(yang)进行(xing)力学(xue)性能测试,结果(guo)见表(biao)2,可 见 铰(jiao) 链 梁(liang) 抗(kang) 拉 强(qiang) 度 和 上 屈 服 强(qiang) 度 满(man) 足JB/T6402-2006要(yao)(yao)求,但塑(su)性和韧性偏低,不(bu)满(man)足标准(zhun)要(yao)(yao)求.

1.4 金相检验

1.4.1 低倍组织形(xing)貌分析

取与断(duan)口面平行的试(shi)样面,经(jing)磨(mo)、抛后酸洗,进行试(shi)样表面低倍组织形(xing)(xing)貌(mao)观察,可见(jian)试(shi)样表面上分(fen)布着网状裂(lie)纹缺(que)陷及疏松缺(que)陷,如(ru)图(tu)2a)所(suo)示(shi),放大后网状裂(lie)纹缺(que)陷形(xing)(xing)貌(mao)如(ru)图(tu)2b)所(suo)示(shi),疏松缺(que)陷形(xing)(xing)貌(mao)如(ru)图(tu)2c)所(suo)示(shi),部分(fen)网状裂(lie)纹缺(que)陷和疏松缺(que)陷相(xiang)连接,如图2d)所示.

1.4.2 显微组织(zhi)分(fen)析

采用光(guang)学金(jin)相(xiang)显(xian)微镜(jing)对(dui)抛光(guang)态试样进行(xing)夹(jia)杂(za)(za)物(wu)检测(ce),夹(jia)杂(za)(za)物(wu)形貌见图3a),主(zhu)要为(wei)大颗粒状(zhuang)和(he)长条(tiao)状(zhuang),聚集(ji)分(fen)布,具有(you)明显(xian)的(de)铸态特(te)征(zheng).能谱分(fen)析显(xian)示夹(jia)杂(za)(za)物(wu)主(zhu)要为(wei) MnS和(he) MnS与 Al2O3 的(de)复合型(xing)夹(jia)杂(za)(za)物(wu).依据 GB/T8493-1987«一(yi)般工程用铸造(zao)碳钢金(jin)相(xiang)»对(dui)夹(jia)杂(za)(za)物(wu)级别进行(xing)评(ping)定,结果为(wei)2级.

侵蚀态(tai)下对试样显微组(zu)织(zhi)进行观(guan)察,主要为回火(huo)索氏体(ti)+少量铁素体(ti),如图(tu)3b)所(suo)示(shi).晶(jing)粒度级别(bie)为11.0级,晶(jing)粒平均直径约7.9μm,晶(jing)粒较(jiao)细(xi),如图3c)所(suo)示.