叉车活塞杆杆身脆性断裂分析
时间:2021-10-30 08:56 来源:雅延咨询 作者:雅延 点击:
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液压叉车是一种高起升装卸和短距离运输两用车,适用于汽车装卸及车间、仓库、码头、车站、货场等地的易燃、易爆和禁火物品的装卸运输。具有升降平衡、转动灵活、操作方便等特点。近日,一辆日常工作中的叉车其活塞杆杆身突发脆性断裂,造成了一定的安全事故,为了消除潜在的安全隐患,对活塞杆进行了全面的失效分析调查,具体内容如下:1、失效情况调查对活塞杆的
液压叉车是一种高起升装卸和短距离运输两用车,适用于汽车装卸及车间、仓库、码头、车站、货场等地的易燃、易爆和禁火物品的装卸运输。具有升降平衡、转动灵活、操作方便等特点。近日,一辆日常工作中的叉车其活塞杆杆身突发脆性断裂,造成了一定的安全事故,为了消除潜在的安全隐患,对活塞杆进行了全面的失效分析调查,具体内容如下:
1、失效情况调查
对活塞杆的失效情况进行调查得知,该零件材质为45#钢,先经过调质处理,调质硬度要求为240-280HB,然后进行表面中频淬火,表面硬度要求为48-58HRC,淬硬层深度要求为2-4mm,最后进行表面镀铬处理,硬度要求为800-1000HV,镀层厚度为0.03-0.04mm。
2、化学成分分析
从断裂试样上取样,可见该活塞杆的化学成分均符合GB699-88《优质碳素结构钢技术要求》45#钢成分的规范要求
3、硬度测试
对试样进行硬度测试,测试结果如表2示。
4、断面分析
4.1 对试样断面进行宏观分析,如图1所示,断面呈灰色,一半外表面断面较平整,另一半外表面及中间断面较粗糙,纹理清晰,有放射状条纹,放射状条纹收敛点为外圆一点。
4.2 断裂源处微观形貌如图2所示;如图3~图5所示,断面近表面区域可见河流花样(河流断而不连续)准解理形貌,芯部区域为韧窝和准解理形貌,由此可得。
5、硬度梯度测试
对试样进行硬度梯度测试,检测结果如表3所示;
6、 金相分析
对试样进行金相分析,检测结果如表4所示;
非金属夹杂物
表面组织
硬化层组织:10级,细微马氏体和大块未溶铁素体,如图9~图10所示;
表面颜色较深硬化层:
7.分析与讨论
1)此失效件基体化学成分符合45钢牌号之要求;
2)此失效件表面硬度值约为53.5HRC,符合图纸要求,芯部硬度约为93.1HRBW;
3)此失效件非金属夹杂物、晶粒度无异常,芯部组织为非调质组织;
4)此失效件硬化层组织级别为10级,属不合格级别;
5)此失效件镀铬层硬度符合要求,厚度为0.06mm超出图纸要求,不合格;
6)此失效件断面呈灰色,断面无氧化脱碳现象,断裂源附近亦发现裂纹,裂纹两侧无氧化脱碳现象;
7)镀铬层下的约0.1mm的感应层硬度较低,为磨削加工时表面产生回火烧伤层;
8)此失效件断面组织与芯部组织无异;
9)此失效件断裂源于次表面,属过载脆性开裂。
8.结论
5.1 此失效件裂纹为过载脆性开裂源于次表面,其主要原因为表面存在感应淬火组织不理想存在较多的铁素体导致强度低及表面磨削加工时表面产生回火烧伤层,造成的表层硬度降低,从而在服役过程中于应力集中处的次表层(磨削烧伤层与感应层交界处)产生过载裂纹。