亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        變速箱高速齒輪斷齒失效分析

        2018-05-11 00:48:50王宇馬慶超尹維經(jīng)昊達(dá)
        汽車零部件 2018年2期
        關(guān)鍵詞:裂紋分析

        王宇,馬慶超,尹維,經(jīng)昊達(dá)

        (清華大學(xué)天津高端裝備研究院潤滑與摩擦檢測中心,天津 300300)

        0 引言

        機(jī)械零件失效與其微觀組織、加工工藝、熱處理工藝以及使用工況密切相關(guān),對失效工件進(jìn)行詳盡分析,并進(jìn)行工藝改進(jìn),是產(chǎn)品質(zhì)量控制管理的重要內(nèi)容。同時(shí),及時(shí)解決零件失效問題、保證設(shè)備正常運(yùn)行是對客戶信任的負(fù)責(zé)。汽車傳動(dòng)性齒輪在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中往往需要承受耐磨和高沖擊載荷作用,發(fā)生齒輪斷裂是齒輪失效中較為常見的齒輪損傷形式[1-4]。文中從齒輪斷齒的斷口及裂紋宏微觀形貌分析入手,按照斷裂失效背景、初步宏觀檢查、斷裂性質(zhì)初步判斷、試驗(yàn)分析、斷裂性質(zhì)原因明確、改進(jìn)措施的分析思路進(jìn)行研究[3],分析齒輪斷裂原因,供國內(nèi)外同行參考。

        1 材料與方法

        某品牌高速齒輪箱在試運(yùn)行中出現(xiàn)斷齒情況。此齒輪材料為20CrMnTiH保證淬透性鋼,此工件工藝一般為淬火:第一次880 ℃,第二次870 ℃,油冷;回火200 ℃,水冷、空冷,工件的基本信息如表1所示。通過宏觀檢查、掃描電鏡微觀形貌分析、金相組織、化學(xué)成分分析、顯微硬度分析等全面分析該齒輪斷齒原因[2],并提出相應(yīng)預(yù)防措施。

        表1 工件熱處理規(guī)范與性能參數(shù)

        2 結(jié)果與討論

        2.1 宏觀斷口形貌

        根據(jù)斷口形貌,可初步判斷兩件齒輪斷裂方式相似,斷口從宏觀上看不到纖維狀,無明顯塑性變形,具有結(jié)晶顆粒狀的組織結(jié)構(gòu),色澤較暗,有部分?jǐn)嗝嫔踔烈咽ソ饘俟鉂桑尸F(xiàn)脆性斷裂特征[5-6],如圖1所示。

        圖1 宏觀斷口形貌

        2.2 微觀斷口形貌

        為進(jìn)一步判斷斷裂原因,通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡對斷裂齒面進(jìn)行觀察,如圖2和圖3所示。裂紋源位于齒輪受力一側(cè),且齒面有組織脫落現(xiàn)象,如圖2所示。試樣斷裂的路徑沿著晶界擴(kuò)展,斷口無明顯韌窩狀形態(tài),呈顆粒狀,可判斷為脆性斷口,斷口表現(xiàn)為沿晶解離斷裂,斷口處存在明顯裂紋,但非疲勞裂紋特征[5],如圖3所示。

        圖2 斷口裂紋源(左側(cè))

        圖3 斷口形貌特征

        2.3 輪齒的顯微組織分析

        根據(jù)掃描電鏡結(jié)果,切割單個(gè)輪齒的橫截面,進(jìn)行磨拋制樣,重點(diǎn)研究觀測受力面一側(cè)。

        對試樣使用4%的硝酸酒精腐蝕處理,20 s后用背散射探頭觀察微觀形貌,如圖4所示。

        圖4 腐蝕后的試樣微觀形貌

        可以看出:試樣組織以針狀馬氏體+殘留奧氏體為主,裂紋較直,少分枝,可判斷為淬火裂紋。滲碳層殘余奧氏體較多,可增大齒輪表面剝落傾向,邊緣微裂紋嚴(yán)重[5-6],內(nèi)部存有少量夾雜物。

        2.4 能譜分析

        對試樣進(jìn)行能譜分析,對含碳量變化趨勢和夾雜物的類型進(jìn)行定性分析和判斷,如圖5、圖6所示。根據(jù)能譜分析推測,齒輪表面發(fā)生滲碳,元素含量不均勻,表面夾雜物屬于碳化物和氮化物[7],如表2所示。

        圖5 齒輪邊緣微觀形貌

        圖6 能譜分析結(jié)果(線掃描)

        位置元素質(zhì)量百分比/%原子個(gè)數(shù)百分比/%aCK4.0738.62SiK0.140.58CrK0.310.68MnK0.260.55FeK29.1859.58bCK3.2229.22NK1.8514.36TiK5.4912.49CrK0.420.87MnK0.270.53FeK21.8142.54

        2.5 硬度測試

        對磨拋制樣后的輪齒進(jìn)行顯微硬度測試,分別選取了齒頂下方1.5 mm處、分度圓附近、臨近齒根處進(jìn)行硬度測試,每兩點(diǎn)硬度間隔0.2 mm,測試結(jié)果如圖7所示。

        圖7 硬度(HV1)測試結(jié)果

        根據(jù)圖7中的硬度測試結(jié)果,該輪齒的表面硬度(表面下0.1 mm)為720HV1~750HV1,芯部硬度大約在410HV1左右,判斷出有效硬化層深為0.6~0.7 mm,均滿足工藝要求的0.4~0.7 mm。這說明不是硬化層深度不夠引起的齒輪斷裂[1]。從硬度測試圖中可以看出,近齒根處的硬度值下降較快,此現(xiàn)象可導(dǎo)致受力一側(cè)部分組織脫落[1]。

        3 討論與改進(jìn)措施

        該齒輪的失效模式為齒輪脆性斷裂,由于熱處理中的馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)冷卻過快及材料晶界上存在異常組織及元素等因素造成鋼的力學(xué)性能大大降低[5-7],在高速工況下短時(shí)過載而引起齒輪突然折斷。

        齒輪表面存在大量的微裂紋。處于傳動(dòng)嚙合過程中的齒輪,因載荷作用產(chǎn)生大量微裂紋,微裂紋沿被弱化的晶界擴(kuò)展,可造成材料的斷裂。這種現(xiàn)象在高速工況下更易發(fā)生。齒輪失效屬于脆性斷裂,斷口臨近表面位置呈現(xiàn)沿晶斷裂特征,表明材料的晶界屬于弱化區(qū)域。

        為預(yù)防產(chǎn)生過熱組織,一般可通過多次正火或退火消除,對于較嚴(yán)重的過熱組織,可采用高溫變形和退火相結(jié)合的方法消除。

        鉻含量偏低,導(dǎo)致鋼的淬透性下降,鋼的強(qiáng)度和硬度也隨之降低。

        材料中零散分布的夾雜物以碳化物和氮化物為主,一定程度上會(huì)影響材料的力學(xué)性能,若夾雜物位于表層微裂紋附近,也會(huì)是裂紋擴(kuò)展的誘因之一。

        齒輪的表面、芯部硬度以及有效硬化層深,均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

        4 結(jié)論

        綜上分析與討論,該齒輪表面存在大量的微裂紋,失效屬于脆性斷裂,斷口臨近表面位置呈現(xiàn)沿晶斷裂特征。為預(yù)防產(chǎn)生過熱組織,一般可通過多次正火或退火消除,對于較嚴(yán)重的過熱組織,可采用高溫變形和退火相結(jié)合的方法消除。此試樣鉻含量偏低,導(dǎo)致鋼的淬透性下降,鋼的強(qiáng)度和硬度也隨之降低。材料中零散分布的夾雜物以碳化物和氮化物為主,一定程度上會(huì)影響材料的力學(xué)性能。夾雜物位于表層微裂紋附近,也是裂紋擴(kuò)展的誘因之一。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊峰.汽車齒輪斷裂失效分析[J].金屬熱處理,2014,39(6):155-157.

        YANG F.Fracture Failure Analysis of Motor Gear[J].Heat Treatment of Metals,2014,39(6):155-157.

        [2]楊川.金屬材料零部件失效分析[M].北京:國防工業(yè)出版社,2012:1-22.

        [3]蔡宏偉.金屬材料金相檢驗(yàn)[M].北京:科學(xué)普及出版社,2016:289-296.

        [4]孫維連,陳再良,王成彪.機(jī)械產(chǎn)品失效分析思路及失效案例分析[J].材料熱處理學(xué)報(bào),2004,25(1):69-73.

        SUN W L,CHEN Z L,WANG C B.Failure Analyzing Thought and Some Failure Cases Analysis in Mechanical Produces Failure[J].Transactions of Materials and Heat Treatment,2004,25(1):69-73.

        [5]戴麗娟.金相分析基礎(chǔ)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2015:97-100.

        [6]王廣生.金屬熱處理缺陷分析及案例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016:463-468.

        [7]黃帥.滲碳齒輪鋼的組織及力學(xué)性能[D].昆明:昆明理工大學(xué),2012.

        猜你喜歡
        裂紋分析
        裂紋長度對焊接接頭裂紋擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)力的影響
        一種基于微帶天線的金屬表面裂紋的檢測
        隱蔽失效適航要求符合性驗(yàn)證分析
        Epidermal growth factor receptor rs17337023 polymorphism in hypertensive gestational diabetic women: A pilot study
        電力系統(tǒng)不平衡分析
        電子制作(2018年18期)2018-11-14 01:48:24
        微裂紋區(qū)對主裂紋擴(kuò)展的影響
        電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化發(fā)展趨勢分析
        中西醫(yī)結(jié)合治療抑郁癥100例分析
        預(yù)裂紋混凝土拉壓疲勞荷載下裂紋擴(kuò)展速率
        在線教育與MOOC的比較分析
        精品人妻久久一日二个| 在线观看亚洲AV日韩A∨| 国产成人综合亚洲av| 国产夫妻精品自拍视频| 狠狠色丁香婷婷久久综合| 国产av精国产传媒| 草草影院国产| 国产成人精品一区二三区在线观看 | 日本av一级视频在线观看| 精品亚洲国产成人蜜臀av| 亚洲一线二线三线写真| 国产精品亚洲午夜不卡| 黄页免费人成网址大全| 69国产成人精品午夜福中文| 最新高清无码专区| 国产在线欧美日韩一区二区| 日本国产精品高清在线| 亚洲av综合色区无码专区桃色| 久久精品人人做人人爽电影蜜月 | 亚洲最大av资源站无码av网址 | 最新日韩av在线不卡| 国产人妖在线观看一区二区三区| 亚洲一区二区三区四区五区黄| 亚洲国产成人va在线观看天堂 | 在线精品国产亚洲av麻豆| 无码人妻人妻经典| 手机看片福利日韩| 中文天堂一区二区三区| 久久综合噜噜激激的五月天| 摸进她的内裤里疯狂揉她动视频| 国产成人永久在线播放| 日本一区二区三区经典视频| 啦啦啦www在线观看免费视频| 中文字幕国产欧美| 国产毛片精品一区二区色| 无码一区二区三区| 精品福利视频一区二区三区| 亚洲中文字幕无码不卡电影| 国产精品一区av在线| 日日碰狠狠添天天爽| 久久福利青草精品资源|