快速接頭零部件斷裂測(cè)試原因分析

快速接頭零部件在外加載荷的作用下，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到材料的斷裂強(qiáng)度時(shí)，發(fā)生斷裂。其中80%以上的斷裂是由于疲勞引起的，極易造成人身事故以及經(jīng)濟(jì)損失。因此認(rèn)識(shí)疲勞現(xiàn)象，研究疲勞破壞規(guī)律，防止疲勞失效是非常重要的。我司昆山實(shí)驗(yàn)室收到客戶委托，客戶產(chǎn)品為45#鋼傾油缸接頭，在模擬使用條件下進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)約2萬次時(shí)，發(fā)生斷裂現(xiàn)象，委托優(yōu)爾鴻信檢測(cè)分析其斷裂原因。

快速接頭測(cè)試方案

1,、斷口形貌觀察：樣品斷口形貌分析，初步判斷其斷裂形式；

2、顯微金相組織分析/洛氏硬度測(cè)試：查看其熱處理工藝；

3、化學(xué)成分測(cè)試：分析判斷其含量是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

原因分析

1、斷口宏觀和微觀分析結(jié)果表明：裂紋源位于螺紋凹痕位置外表面，裂紋源存在多個(gè)臺(tái)階，呈明顯的線源特征，斷口上可見明顯疲勞輝紋，因此可判定樣品斷裂模式為多源疲勞斷裂，且有應(yīng)力集中現(xiàn)象。

2、斷口臺(tái)階是多個(gè)疲勞源萌生的裂紋交匯臺(tái)階，一般在高應(yīng)力集中疲勞斷口中 常見，加速實(shí)驗(yàn)過程中，螺紋凹痕處造成應(yīng)力集中，使凹痕根部的最大實(shí)際應(yīng)力遠(yuǎn)大于零件所能承受的名義應(yīng)力。在循環(huán)應(yīng)力作用下，凹痕截面上的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，從而影響試件的力學(xué)性能，對(duì)零件產(chǎn)生疲勞破壞。較大尺寸的非金屬夾雜物也是疲勞裂紋的啟裂源。

試樣內(nèi)部存在孔洞及夾雜物、組織分布不均勻、熱處理不當(dāng)?shù)纫蛩乜蓪?dǎo)致試樣的實(shí)際承載能力和安全性能大大降低。金相組織存在網(wǎng)狀鐵素體和少量塊狀鐵素體，造成材料軟點(diǎn)，硬度偏低。

結(jié)合以上試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)快速接頭發(fā)生疲勞斷裂的原因分析如下：

(１)熱處理不當(dāng)

材料的微觀組織與工藝、性能密切相關(guān)，原材料可能未經(jīng)調(diào)質(zhì)處理或調(diào)質(zhì)處理不當(dāng)，造成該試樣的力學(xué)性能較低。

(２)應(yīng)力集中

試樣在加速實(shí)驗(yàn)過程中承受雙向彎曲載荷的作用，螺栓螺牙處應(yīng)力集中使局部區(qū)域的應(yīng)力值超過了該軸按預(yù)定壽命所能承受的應(yīng)力水平，致使裂紋在軸表面萌生。