疲劳断裂分析

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1、湖南省失效分析专业委员会分析报告委托单位：湖南特力液压有限公司样品名称：断裂后部分残体送样日期：2011年9月16日分析人员：刘龙飞（博士）、肖秋国（博士）等。负责人：刘龙飞（博士）。—,开裂状况：如图（一）所示:图（—）其中图（一）为委托方提供的断口，从中切下两块作为电子显微镜观察和金相分析用二，金相分析图（二）图（三）图（四）图（五）从图（二）至图（五）可以明显地看到在这-缸体的组织中存在明显的魏氏组织’晶粒度3-4级。三，宏观分析:图（六）图（六）是缸筒（切割部分）的照片，从图上可以清晰地看到缸筒的断裂分为裂纹源区（A区）、裂纹扩展区（B区）和瞬间断裂区（C区）。图（七）

2、图（七）为A、B区放大图，从图（七）可见A区是动态加载时疲劳断裂的裂纹源；图（七）B区可见明显的疲劳条带。图（六）C区为瞬间断裂区，从宏观上可见这一区域的纹理比较其它区域要细腻光滑。四，电子显微形貌及能谱分析图（八）图（九）图（十）图（十一）图（十二）图（十三）图（十四）从图（八）、图（九）可以观察到清晰的疲劳条带，以及类似的解理面和解理台阶。图（十）至图（十一）可以看到裂纹起源于表面机加工缺陷处，并残留有明显的裂纹，也可以看到细微的疲劳擦伤的痕迹。图（十二）是快断区的典型形貌。图（十三）和图（十四）则可见断裂面上的孔洞和夹杂物。因此从微观分析上可以断定缸筒断裂实质上是疲劳断裂

3、。300pm虔子圉像1谱图1Fe00.511.522.533.544.555.566.577.588.599.5满星程452cts光标0.000keV谱图处理：没有被忽略的峰处理选项：所有经过分析的元素（已归一化）重复次数=6标准样品：CCaCO31-Jun-199912:00AMOSiO21-Jun-199912:00AMSiSiO2I-Jun-199912:00AMFcFc1-Jun-199912:00AM元素元素强度重量重量百分比原子浓度校正百分比Sigma百分比CK137.200.493832.722.3658.98OK69.770.542515.151.7720.50

4、SiK3.600.51670.820.220.63FcK396.420.909751322.0519.90总量100.00300pm2电子图像1谱图处理：没冇被忽略的峰处理选项：所冇经过分析的元素（已归一化）重复次数=6标准样品：CCaCO31-Jun-199912:00AM0SiO21-Jun-199912:00AMSiSiO21-Jun-199912:00AMCaWollastonite1-Jun-199912:00AMFeFe1-Jun-199912:00AM元素元素强度重量重量百分比原子浓度校正百分比Sigma百分比CK131.100.576543.023.0764.6

5、8OK45.000.422420.152.9822.75SiK4.920.59081.580.311.01CaK7.041.05201.270.200.57FeK157.810.878233.992.0710.99总量100.00五，结论1,这一缸筒在加工时，加工进度快或其它原因，造成了图（十）和图（十一）处的加T缺陷，这些缺陷成了缸筒受到较大栽荷时的裂纹源；当以后的循环交变加载时，从而形成了疲劳源。2,这一缸筒的微观分析的结果可以看到明显的疲劳断裂特征，我们可以断定这一起疲劳断裂。3,同时这一缸筒的原材料存在着明显的魏氏组织，这种组织的力学性能非常差，不能使用；并且原材料存在

6、着明显的缺陷（孔洞和硅、钙夹杂），使得材料的力学性能达不到设计要求。4,市于魏氏组织、孔洞和夹朵的存在，造成了材料的缺口敏感度加大，抗疲劳性能降低。加上加T缺陷的存在，导致机件极易发生疲劳断裂。建议：1,加强对进厂原材料的检验，这一缸筒的原材料有魏氏组织、孔洞和夹朵。虽然魏氏组织可以通过热处理工艺消除，但是孔洞和夹杂只能通过锻造部分消除的。2,在加工时应加以注意，这种加工缺陷如果不细心很难发现，进刀时要控制速度。本结果仅对来样负责!报告负责人签名:湖南省失效分析委员会2011年10月11日