采用X射線熒光光譜儀、光學(xué)顯微鏡、布氏硬度計(jì)、拉伸試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、掃描電鏡等,對(duì)3Cr13鋼柴油循環(huán)泵的主軸斷裂原因進(jìn)行分析。結(jié)果表明:3Cr13鋼的化學(xué)成分、硬度及力學(xué)性能均符合技術(shù)要求,沖擊吸收能量嚴(yán)重偏低;顯微組織中含有顆粒網(wǎng)狀碳化物,增加了材料脆性;軸徑變化臺(tái)階處直角過渡,缺乏應(yīng)有的過渡圓角,易形成應(yīng)力集中。斷裂類型屬于疲勞斷裂,主軸軸徑變化臺(tái)階處直角過渡的加工缺陷所形成的應(yīng)力集中是造成其快速疲勞斷裂的主要原因。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(07)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

3Cr13鋼失效主軸的SEM斷口形貌

該主軸為實(shí)心圓柱狀，宏觀形貌見圖1(a)所示，斷裂處位于直徑的軸過渡臺(tái)階根部(圖1(a)箭頭所示)，過渡臺(tái)階根部尖角明顯，缺乏過渡圓角，為應(yīng)力集中區(qū);裂紋起源于過渡臺(tái)階根部軸外表面，如圖1(b)中箭頭1所示，圖1(b)中箭頭2所指為快速疲勞擴(kuò)展斷裂后擠壓區(qū);斷口為圓柱體橫向開裂，如圖1(c)所示，其中箭頭處可見明顯的外表面機(jī)加工痕跡。肉眼勘察主軸端口，可見斷口平齊，呈脆性斷裂特征，存在明顯的貝殼狀疲勞弧線，屬于典型的疲勞脆性開裂特征。斷口大部分光滑平整，斷口表面未發(fā)現(xiàn)明顯的瞬斷區(qū)，說明該主軸受力不大。2.2 化學(xué)成分分析和力學(xué)性能檢測

如圖3所示，將失效主軸斷口徑向線切割后，進(jìn)行掃描電鏡斷口分析。送檢主軸斷口起裂處位于粗軸過渡臺(tái)階機(jī)加工直角位置，缺少應(yīng)有的加工過渡圓角，主軸受力運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在此應(yīng)力集中區(qū)域首先開裂形成疲勞源，再在扭轉(zhuǎn)力矩作用下逐漸疲勞擴(kuò)展開裂。圖3 3Cr13鋼失效主軸的SEM斷口形貌

【參考文獻(xiàn)】：
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