汽车传动轴开裂原因分析-中国应急分析测试平台.PDFVIP

记录号：JS-AL-交通运输（铁道、汽车、舰船、桥梁）－084 汽车传动轴开裂原因分析 摘要：送检样为汽车传动轴。据委托方介绍，传动轴是经直缝高频焊接的钢管，规格为Φ108×7 。通过 材料化学成分分析、材料力学性能测试、断口分析、金相组织和硬度检验，结果表明：轴管自贴片焊点 焊趾表面处多源起裂并在扭转交变应力作用下向两侧母材 45 °斜向疲劳扩展；贴片焊接区存在马氏体 组织、焊趾表面应力集中以及较大的局部工作应力作用，是导致传动轴在焊点处产生多源疲劳裂纹的主 中 要原因。 关键词：汽车传动轴；疲劳裂纹；应力集中；马氏体 材料种类/牌号：传动轴用电焊钢管/480QZ 概述 国 送检样为汽车传动轴。据委托方介绍，传动轴是经直缝高频焊接的钢管，规格为Φ108×7，母材材 质为 480QZ ，执行标准为YB/T5209-2000 。传动轴安装到红岩工程车使用较短的一段时间后，在传动轴 一侧出现裂纹。对汽车传动轴钢管产生裂纹的原因进行了分析。 测试过程与结果 应 材料化学成分分析 从送检传动轴上取样进行材料化学成份分析，结果见表 1，表中同时列出了用户提供的《传动轴管 急 用热轧带钢技术协议》中对 480QZ 的成分规范要求，对照看出，送检材料的化学成分符合480QZ 的成 分规范。N 、H 、O 气体含量的检测值如表中所示，含量较低。 表 1. 成分分析结果与成分规范（Wt% ） 分 C Si Mn P S V Nb Ti N 、H 、O 0.0031、0.00014、 传动轴 0.13 0.092 0.98 0.012 0.004 0.002 0.011 0.0032 0.0016 析 480QZ ≤0.16 ≤0.50 ≤1.50 ≤0.025 ≤0.02 Nb+Ti+V≤0.22 / 材料力学性能测试 在送检管子上取拉伸试样，按照国标 GB/T228.1-2010 对材料进行常温拉伸试验。结果见表 2 ，表 网 中同时列出了用户提供的《传动轴管用热轧带钢技术协议》中对 480QZ 的力学性能要求。对照看出， 试验数值符合 480QZ 的力学性能规定要求。 表 2. 拉伸试验结果和规范要求 抗拉强度 规定塑性延伸强度 断后伸长率 Rm(MPa) Rp0.2(MPa) A% 1# 515 454 30.0 2# 517 457 30.5 规范要求 480~580 ≥355 ≥21 1 断口分析 传动轴宏观形貌和裂纹位置如图 1 所示，方形贴片通过四个焊接点固定在轴管外表面上，裂纹在其 中一个焊点起裂后向两侧斜向扩展到母材，总体与轴管轴向呈 45 °，呈现扭转应力作用下的裂纹扩展 特征。 在轴管裂纹区线