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材料分析案例
活塞杆金相失效分析
时间:2023-12-11

公司名称:深圳中翔检测技术有限公司www.zhongxiangjc.com

样品失效背景信息收集:

失效样品为活塞杆,样品材料为30CrMnSiA,规格型号H4204-19,样品工作介质为YH-15液压油,正常工作过程中温度为常温。样品在正常工作中是轴向受力,个别情况下会周向受力,此产品在此前发生过断裂。

 活塞杆金相失效分析

1.断口宏观检查

      通过对试样的断口观查,发现断裂发生在螺纹根部,见图4,断口未见明显的塑性变形,断面较平整,呈现明显的放射状疲劳条纹,属于疲劳断裂,裂纹沿着圆周扩散,根据疲劳纹的位置和扩散走向,可知裂纹源位于外侧边缘,见图3。

2、断口微观检查(扫描电镜)

对样品的断口进行微观检查,对裂纹源、扩散区和瞬断区的检测结果如下:

如图5-8所示,裂纹源与扩散区均为解理断口形貌,因断口油污污染较严重,清洗效果不够理想,掩盖了一些形貌特征,但在高倍观察下,仍能发现在裂纹源和扩散区域有疲劳条纹,见图6和图8红色圈内。

如图9-10所示,在瞬断区出现了韧窝,瞬断区为典型的准解理形貌特征。

 活塞杆金相失效分析

活塞杆金相失效分析

3.化学成分分析

检测失效样品检测化学成分,对其按GB/T 3077-2015《合金结构钢》中的牌号30CrMnSiA进行判定,检测结果见下表,其元素符合标准的要求。活塞杆金相失效分析

4.金相组织检验

检测的断口位置的金相组织,组织为板条状低碳马氏体,整个截面组织均匀,断口表面和芯部基本一致,未见异常

在试样端部螺纹(距离断口约5个齿)的根部也发现了开裂现象,见图13。

活塞杆金相失效分析

5.硬度检测

对断口位置截面进行硬度检测,测试位置见图4,从外壁到内壁硬度检测结果见下表,检测结果表明截面硬度均匀。活塞杆金相失效分析

6.失效原因讨论分析

通过化学成分检测可知,样品的化学成分符合标准的要求。

    通过金相和硬度检测可知,样品断口位置金相组织和硬度均匀,未发现有异常组织。

通过对样品表面观察,可知断裂发生在螺纹齿底处,在金相检测时,发现在样品端部的螺纹根部也有裂纹形成,说明螺纹齿底作为应力集中的地方,易引发裂纹产生。

    通过宏观和微观检测,可知断口表面有明显的疲劳纹,属疲劳断裂,根据疲劳纹的位置和走向,可知裂纹起源于样品表面,沿着圆周方向扩撒,直至断裂。   

6. 结论

试件的化学成分符合相关技术要求,内部的金相组织和硬度也未见明显异常。

裂纹属于疲劳开裂,起源于试样表面螺纹的根部,在轴向和周向应力的共同作用下,在应力集中的螺纹根部引发裂纹,并沿样品圆周方向,即试样受力方向扩散,直到最终发生断裂。

公司介绍:

深圳中翔检测技术有限公司,实验室位于特区深圳,专注于为客户提供金属材料制品,塑料橡胶制品,仓储货架,汽车零部件,轨道交通部件,紧固件,油漆涂料,电子元器件等产品的检验,鉴定,认证及研发等专业技术服务,服务对象涉及基础工业,港口机械,物流仓储,新能源,汽车,电力设施,航空航天及教育科研等领域。中翔检测多年来扎根于珠三角,服务于全国,依托专业的实验室技术人员,先进的检测方法,协助客户解决研发,生产,验收,贸易等多个环节的技术问题。中翔检测作为一家独立,专业,严谨,诚信的第三方检测机构,秉承着为客户提供优质服务的企业理念,是您值得信赖的合作伙伴。


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活塞杆金相失效分析
时间:2023-12-11

公司名称:深圳中翔检测技术有限公司www.zhongxiangjc.com

样品失效背景信息收集:

失效样品为活塞杆,样品材料为30CrMnSiA,规格型号H4204-19,样品工作介质为YH-15液压油,正常工作过程中温度为常温。样品在正常工作中是轴向受力,个别情况下会周向受力,此产品在此前发生过断裂。

 活塞杆金相失效分析

1.断口宏观检查

      通过对试样的断口观查,发现断裂发生在螺纹根部,见图4,断口未见明显的塑性变形,断面较平整,呈现明显的放射状疲劳条纹,属于疲劳断裂,裂纹沿着圆周扩散,根据疲劳纹的位置和扩散走向,可知裂纹源位于外侧边缘,见图3。

2、断口微观检查(扫描电镜)

对样品的断口进行微观检查,对裂纹源、扩散区和瞬断区的检测结果如下:

如图5-8所示,裂纹源与扩散区均为解理断口形貌,因断口油污污染较严重,清洗效果不够理想,掩盖了一些形貌特征,但在高倍观察下,仍能发现在裂纹源和扩散区域有疲劳条纹,见图6和图8红色圈内。

如图9-10所示,在瞬断区出现了韧窝,瞬断区为典型的准解理形貌特征。

 活塞杆金相失效分析

活塞杆金相失效分析

3.化学成分分析

检测失效样品检测化学成分,对其按GB/T 3077-2015《合金结构钢》中的牌号30CrMnSiA进行判定,检测结果见下表,其元素符合标准的要求。活塞杆金相失效分析

4.金相组织检验

检测的断口位置的金相组织,组织为板条状低碳马氏体,整个截面组织均匀,断口表面和芯部基本一致,未见异常

在试样端部螺纹(距离断口约5个齿)的根部也发现了开裂现象,见图13。

活塞杆金相失效分析

5.硬度检测

对断口位置截面进行硬度检测,测试位置见图4,从外壁到内壁硬度检测结果见下表,检测结果表明截面硬度均匀。活塞杆金相失效分析

6.失效原因讨论分析

通过化学成分检测可知,样品的化学成分符合标准的要求。

    通过金相和硬度检测可知,样品断口位置金相组织和硬度均匀,未发现有异常组织。

通过对样品表面观察,可知断裂发生在螺纹齿底处,在金相检测时,发现在样品端部的螺纹根部也有裂纹形成,说明螺纹齿底作为应力集中的地方,易引发裂纹产生。

    通过宏观和微观检测,可知断口表面有明显的疲劳纹,属疲劳断裂,根据疲劳纹的位置和走向,可知裂纹起源于样品表面,沿着圆周方向扩撒,直至断裂。   

6. 结论

试件的化学成分符合相关技术要求,内部的金相组织和硬度也未见明显异常。

裂纹属于疲劳开裂,起源于试样表面螺纹的根部,在轴向和周向应力的共同作用下,在应力集中的螺纹根部引发裂纹,并沿样品圆周方向,即试样受力方向扩散,直到最终发生断裂。

公司介绍:

深圳中翔检测技术有限公司,实验室位于特区深圳,专注于为客户提供金属材料制品,塑料橡胶制品,仓储货架,汽车零部件,轨道交通部件,紧固件,油漆涂料,电子元器件等产品的检验,鉴定,认证及研发等专业技术服务,服务对象涉及基础工业,港口机械,物流仓储,新能源,汽车,电力设施,航空航天及教育科研等领域。中翔检测多年来扎根于珠三角,服务于全国,依托专业的实验室技术人员,先进的检测方法,协助客户解决研发,生产,验收,贸易等多个环节的技术问题。中翔检测作为一家独立,专业,严谨,诚信的第三方检测机构,秉承着为客户提供优质服务的企业理念,是您值得信赖的合作伙伴。