中体裂纹分析.docVIP

中体失效原因分析 宏观观察，在中心孔附近有一条几乎贯穿两侧腔孔的裂纹。解剖后发现，裂纹由腹板变截面位置起始向表面扩展，裂纹较平直无分叉。在距裂纹约10mm处有一条与裂纹平行的凹槽，见图1、2。 图1 裂纹分布位置 图2 裂纹形态将裂纹打开观察，断口大部分呈暗灰色，新打开部分呈浅灰色，裂纹从腹板表面起始向表面扩展，见图3。 图3 断口形态在裂纹两侧取金相试样，制样抛光后观察，厚壁侧石墨形态为A型，长约1000μm；部分区域有直径约0.1mm缩松孔洞，见图4、5。薄壁侧石墨形态为A型，长约00μm；部分区域有缩松孔洞大部分为A型，长约120μm，局部区域有E型石墨，部分区域也有缩松孔洞，见图6、7。 图4 厚壁侧石墨形态 100× 图5 厚壁侧缩松孔洞 100× 图6 石墨及缩松孔洞 100× 图7 石墨及缩松孔洞 100×4%硝酸酒精溶液腐蚀后观察，组织为珠光体硬化相，硬化相约5%，呈块状分布，主要为二元磷共晶-碳化物复合物，见图8、9。组织为珠光体硬化相，硬化相约2%，呈块状分布，主要为一元磷共晶-碳化物复合物。腐蚀后观察共晶团，心部共晶团较粗大，GB/T 7216-2009标准评为8级相对，评为级。 图8 硬化相分布和形态 100× 图9 硬化相形态 400× 凹位置制样观察，凹陷微观形态为一半圆形凹坑，在凹坑底部有一条近似法向分布的裂纹，裂纹约0.7mm见图11。 图1 凹坑微观形态 100× 图1 凹坑底部裂纹形态 100×该零件在铸造发现裂纹，裂纹较平直无分叉，符合应力裂纹宏观形态。将打开后发现，原始断口颜色呈暗灰色，新断口呈浅灰色，说明氧化，从而推断该裂纹在处理前就已经存裂纹产生中体腹板位置截面突变处铸件中心位置，，这就导致铸件在石墨较粗大，长约1000μm，石墨细小，长约0μm；共晶团铸件在同等浇注条件下，区域冷却速度远低于区域，铁液从液态向固态凝固过程中，铸件薄壁处已变为固态，仍处于液态继续冷却过程中不断收缩，产生较大的内应力，当内应力大于基体强度时，铸件开裂。区域共晶团较粗大，粗大的共晶团削弱了晶粒间的结合力，减小了基体强度，增加了开裂倾向。 该裂纹附近的凹，为表面缺陷，在凝固过程中，由于内应力的作用，沿法向开裂。 结论： 该腹板处裂纹是铸造冷却过程中产生的热裂纹。 新打开断口 裂纹 凹槽