柴油机曲轴断裂分析

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1、目录摘要I第一章绪论11」引言11.2失效分析的发展简况21.3本课题的背景和意义31.4本课题的主要工作内容和研究方法31.4.1本课题的主要工作内容31.4.2本课题的研究方法3第二章失效分析的方法42.1失效分析概况42.1.1失效分析的基本概念42.1.2失效的主要來源及模式42.2常用失效分析方法及技术62.2.1常用失效分析方法62.2.2常用失效分析技术72.3本章小结11第三章MWM_V6型柴油机曲轴断裂原因分析123.1实验结果与分析123.1.1断裂宏观检查123.1.2裂纹源处断口分析133.1.

2、3金相检验133.1.4轴颈表面残余应力测定143.2讨论153.3对改进柴油机曲轴质量的意见153.4本章小结16第四章MWM_V12型柴油机曲轴断裂原因分析174.1实验结果与分析174.1.1断轴宏观检查174.1.2裂纹源分析184.1.3裂纹扩展分析194.1.4静断区特征214.2讨论214.3本章小结21结论22参考文献23致谢25摘要轴类零件几乎是任何机械设备屮不可缺少的重要核心零件，其主耍功能是支承旋转零件或通过旋转运动传递动力或运动。轴类零件失效将导致机械设备不能正常运行，造成巨大的经济损失，甚至危

3、及人的生命。轴类零件均要经历设计、选材、各种冷热加工和装配等工艺过程,其失效可能是由其中任一工艺的某个环节失误引起，因而轴类零件可能的失效原因往往不止一个或几个，而是几十个甚至更多；失效也经常不是由某一种原因引起，而是多种原因复合作用的结果。本论文首先简要介绍了失效分析的基本概念、失效的主要来源及模式、常用的失效分析方法及技术和失效的系统分析方法。失效分析技术有感官检查诊断技术、痕迹发现技术、断口和裂纹分析技术、化学成分分析技术、性能测试技术、无损检验技术、宏观残余应力测试。利用宏、微观分析方法，本论文对两根MWM型柴

4、油机曲轴断裂进彳亍了失效分析，这两根曲轴分别为MWM.V6型和MWM.V12型。MWM_V6型柴油机曲轴断裂原因分析结果表明锻件过热过烧是导致断裂的直接原因；曲轴热处理工艺不规范、不完善，曲轴工作润滑条件不良加速了曲轴断裂。MWM_V12型柴油机曲轴断裂原因分析结果表明该曲轴材料的冶金缺陷是导致疲劳裂纹在正常工作应力下过早形成的原因。同时轴颈表面硬度不均匀，淬硬层分布不甚合理；工作过程中润滑条件较差，促进了曲轴的早期断裂。关键词：曲轴；断裂；过热；失效分析;I第1章绪论1.1引言早在远古时代，人们对产况，失效就有了宏观

5、认识。产品失效真止给人类带來严重的危害，则是从100多年前的工业革命开始的。当蒸汽动力和大机器生产给人类社会带来巨大进步的同时，产品失效也给人类带来了前所未有的灾难性事故。因而1862年，英国建立了世界上第一个蒸汽锅炉监察局，把失效分析作为法律仲裁事故和提高产品质量的技术手段。随后，在工业化国家中，对失效产品进行分析的各种机构相继出现。随着科技的突飞猛进，系统和设备日益复杂，功能不断提高，其不可靠和不安全因素增多，导致故障的原因也增多，因而对故障的分析研究工作亦越来越受到世界各国的关注。工业的发展、技术的进步正是人们不

6、断与产品失效做斗争的结果，这在航空和航天事业的发展史中表现尤为突出。因为即使航天飞机这么先进的运载工具也可能发生故障，如美国的价值12亿美元的“挑战者”号航天飞机，在1986年1月28H第11次升空时突然爆炸，使七名宇航员遭难，这一惨痛悲剧再次告诫人们忽视产品失效问题将带來灾难性的恶果。任何一次失效都可以看成是产品在服役条件下所做的一次最真实最可靠的科学试验的结杲；通过失效分析判断失效模式，找出失效的原因和影响因素（相关因索），也就找到了薄弱环节所在，从而可以改进有关部门的工作，提高产品质量.失效分析是可靠性工程的技术

7、基础Z-；是安全工程的重要技术保证是维修工程的理论基础和指导依据；可产生冃大的经济效益和社会效益。因而开展失效分析工作是非常有意义的，其重要性一般包括以下几个方面：1.可以保证产品的可靠性，减少由于设备失效造成的人身伤亡和直接经济损失；2.可以从中吸取大量经验教训以利制定和完善产品质量管理的有关文件、标准和规程，是产品质量管理的一个重要环节；3.有助于及时“吃透”国外先进技术，提高引进速度、质量和效率；4.通过对进口设备的失效分析可以为向外商索赔提供依据或技术仲裁：5.可以使设备维修工作建立在失效分析的基础上，从而取得

8、良好的事故预防；6.失效分析的结果也是现行技术规范、规程和标准的适用性的实地检验，可作为修订和制订文件的依据；7.失效分析的统计资料是制订科技开发规划和经济发展规划的重要依据，失效分析可以为各级人员正确处理现场技术问题提供科学的依据。在我国，由于长期的历史原因，现有设备超期服役带病运行相当普遍，有相当一部分设备存在着各种结构缺陷、