疲劳断裂分析.docVIP

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（一） 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一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） 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。 能谱分析 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 : C CaCO3 1-Jun-1999 12:00 AM O SiO2 1-Jun-1999 12:00 AM Si SiO2 1-Jun-1999 12:00 AM Fe Fe 1-Jun-1999 12:00 AM 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 C K 137.20 0.4938 32.72 2.36 58.98 O K 69.77 0.5425 15.15 1.77 20.50 Si K 3.60 0.5167 0.82 0.22 0.63 Fe K 396.42 0.9097 51.32 2.05 19.90 总量 100.00 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 : C CaCO3 1-Jun-1999 12:00 AM O SiO2 1-Jun-1999 12:00 AM Si SiO2 1-Jun-1999 12:00 AM Ca Wollastonite 1-Jun-1999 12:00 AM Fe Fe 1-Jun-1999 12:00 AM 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 C K 131.10 0.5765 43.02 3.07 64.68 O K 45.00 0.4224 20.15 2.98 22.75 Si K 4.92 0.5908 1.58 0.31 1.01 Ca K 7.04 1.0520 1.27 0.20 0.57 Fe K 157.81 0.8782 33.99 2.07 10.99 总量 100.00 五，结论 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）处的加工缺陷，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。 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。 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。 由于魏氏组织、孔洞和夹杂的存在，造成了材料的缺口敏感度加大，抗疲劳性能降低。加上加工缺陷的存在，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、孔洞和夹杂。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