Перекрестный шпиль является важным компонентом универсальной оси локомотива двигателя внутреннего сгорания.Материал перекрёстного булава - высококачественная сплавная сталь 20CrMnTi., а процесс тепловой обработки - карбуризационная и охлаждающая обработка.Исследователи использовали ряд физических и химических тестов, чтобы выяснить причины перелома, чтобы предотвратить повторение подобных проблем..

1 Физико-химические испытания

1.1 Наблюдение в макромасштабе

Разбитый перекрестный шприц очищается с помощью ультразвука, а макроскопическая морфология перелома показана на рисунке 1.имеются два основных источника трещин и два вторичных источника трещин (см. область А на рисунке 1).Есть несколько несовместимых трещин на застежке перекрестного штифта,которые простираются от платформы камеры до переходной зоны дуги камеры (см. рисунок 2)В соответствии с предварительным постановлением: перекрестный штифт при использовании изгибающего переменного напряжения.две основные трещины расширяются с обеих сторон в середину (см. область b на рисунке 1).Дальнейшее наблюдение показывает, что основная область источника трещин в верхней части рисунка 1 относительно ясна,и основная скорость расширения трещины в верхней части быстрее, чем в нижней частиНа рисунке 1 область c представляет собой область переходного перелома.Согласно предварительному решению о расширении трещины, источник перелома перекрестного булава появляется в месте разлома, а режим перелома - многоисточник усталости.

1.2 Анализ химического состава

Анализ химического состава перекрестных образцов был выполнен с помощью спектраметра прямого чтения, и результаты приведены в таблице 1.его химический состав соответствует требованиям GB / T 3077- -2015Сплавная сталь.

1.3 Металлографическое испытание

Образец золотой фазы был взят в месте перелома и помещен под оптический микроскоп для наблюдения, показывая зигзаговую трещину глубиной около 1,05 мм в области раковины перекрестного булава,и более крупные размеры и полосы MnS, смешанные на поверхности образца (см. рисунок 3~4)После использования объемной доли 4% нитратного этанольного раствора глубина поверхностного слоя карбуризации составила около 1,46 мм. Поверхностная ткань образца была в порядке:мартенцит для закаливания + небольшое количество флекстенцита (глубина 0.45 мм) (см. рисунок 5), потушенный мартензит + небольшое количество флекстензита (глубина 0,55 мм) (см. рисунок 6) и бессит + мартензит (глубина 0,55 мм) (см. рисунок 7).Матричная ткань состоит из мартенсита + безита + феррита (см. рисунок 8)..

1.4 Испытание твердости

Испытание твердости поперечного сечения узора показывает, что твердость Роквелла негазированного слоя относительно равномерна, и ее значение составляет 28,1 ~ 31,2 HRC.Все поперечное сечение и матричная ткань были довольно однородными.

Испытание твердости было проведено на металлографических образцах, и результаты показаны на рисунке 9.твердость образца от мелкого до глубокого сначала увеличивается, а затем уменьшается., достигая максимального значения на 0,55 мм от поверхности, при 729 HV, и затем твердость постепенно уменьшается и имеет тенденцию стабилизироваться.Изменение твердости соответствует изменениям в микроорганизации поверхностного слоя, и плохое затухание мартенситовой организации в поверхностном слое может быть результатом недостаточного закаливания.

1.5 Анализ с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM)

Морфология SEM области источника трещины перекрестного колючего перелома показана на рисунке 10. Это можно увидеть на рисунке 10: в области источника трещины,есть более неравномерные усталость полосы небольшой самолет или небольшие ямыС расширением трещин усталости расстояние между полосами становится меньше, а степень несправедливости полос и малых ям усиливается (см. рисунок 11).Рисунок 12 показывает морфологию SEM площади мгновенного разрыва перекрестного булава, с морфологическими характеристиками разрыва, и перекрестный шпиль быстро ломается в целом.

Из макроскопической морфологии, многоисточник усталости перелома. перекрестный шпиль в основном подвержен влиянию изгиба и чередования напряжения во время использования.площадь свертывания несет наибольшую нагрузкуМартенситовое тушение в карбурирующем слое перекрестного булава

2 Комплексный анализ

При большой прочности и твердости, большом напряжении в тканях и чувствительности к разрыву, плохая ткань может быть вызвана недостаточной температурой после тушения.Основной причиной пересекающегося перелома является наличие относительно больших размеров MnS включений во внутренней части и наличие плохо погашенной мартенситовой ткани в поверхностном слоеНебольшое количество напряжения, создаваемое участком раствора, образует отверстие между большим объемом MnS вблизи раствора и стальной матрицей.Ожесточенная мартенитовая организация на поверхности ускоряет образование микрокрека источникНа стадии расширения трещины расстояние между полосой усталости небольшое, а полоса неравномерная, что указывает на медленную скорость расширения трещины; когда трещина расширяется до определенного размера,площадь подшипника материала уменьшается и не может выдержать напряжение, что приводит к быстрому расширению трещины, что приводит к общему перелому перекрестного штифта.

3Заключение и предложения

Форма перелома перекрестного штифта - это перелом от усталости из многих источников.Оглушающая мартенситная ткань в поверхностном слое и большие размеры и ленты MnS включения в материале создают условия для образования микро источника трещин, что образует трещины в слабой организации материала.Предлагается улучшить чистоту расплавленной стали и улучшить процесс тепловой обработки, чтобы уменьшить крупные включения в сталь и избежать плохого микроткани.