LZ50钢车轴断裂原因的失效分析.pdfVIP

2017年 第 1 期 安 徽 冶 金 21 LZ50钢车轴断裂原因的失效分析 王 德 宝 宋 祖 峰 张 峰 徐 雁 程 志 远 宋 鑫 晶 (马鞍山钢铁股份有限公司） 摘 要 针 对 L Z 50钢车轴断裂事故，采用化学分析、金 相 、硬度和扫描电镜等试验手段对断裂原因进行了检 验分析。结果表明，由于破含量不足导致的车轴强度下降，同时组织中存在魏氏组织及带状组织是造成车轴断裂 的主要原因。 关键词 L Z 50钢 车 轴 断 裂 失 效 分 析 Failure Analysis of the Fracture Causes of LZ50 Steel Axle Wang Debao Song Zufeng Zhang Feng Xu Yan Cheng Zhiyuan Song Xinjing (Maanshan Iron and Steel Co. , Ltd.) Abstract The causes of the fracture of LZ50 axle were analyzed by experimental means of chemical composition, hardness, meta ographic and SEM examination. The results showed that inadequate strength due to insufficient carbon content and Widmanstatten structure and banded structure had been the major cause of the fracture in LZ50 axle. Keywords LZ50 steel axel fracture failure analysis 〇 前言 明所受载荷并不大。断口面为大致垂直于轴向，说 某公司重载货运列车在运行过程发生车轴断 明断裂车轴承受的载荷以旋转弯曲载荷为主（扭转 裂。该车轴材质为 LZ 50钢 ，热处理工艺为锻造后 载荷为主的断口面为与轴向大体成45°的斜断口）。 正火处理，83(T C 保 温 l h ，随后强迫通风冷却到 采用 5 倍放大镜在裂纹源区观察，未发现明显车削 50(T C 以下时，再在空气中自然冷却以获得较细的组 刀痕和二次裂纹。图 1(b )中 D 区域对应着图1(a ) 中的A 区域，E 区域对应着B 区域， 区域对应着C 织，组织应该为铁素体加珠光体，车轴直径（轴身中 央部分公称直径）为 200mm 。断口距离轴端约 区域。上述特征表明，该轴断裂属于典型的单源疲 177mm ，此处的直径为160mm ，为车轴承载部位。 劳断裂[1]。 1 宏观形貌及断口观察 2 理化检验 采用丙酮对断裂车轴表面和断口进行清洗。图 根据分析需要分别进行探伤检验、化学成分分 1 为断裂车轴断口宏观形貌，车轴断口呈现凸起状 析、力学性能检验(含拉伸、冲击、硬度）、显微组织分 (图1(a ))，相对应另一侧断口中心部位下凹（图 1 析和断口扫描分析。 (b ))，整个断口成皿状，无明显塑性变形特征。用 2 . 1 取样 肉眼即可初步判断车轴断裂形式为疲劳断裂。根据 图 2 为断裂车轴取样示意图。对图2 中的断裂 断口宏观特征，