42CrMo轴承断裂失效分析 - 图文

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图14.P2断口中间位置SEM观察 图15.P2断口中间位置SEM放大观察

图16.P2断口边缘位置SEM观察 图17.P2断口边缘位置SEM放大观察

图18.图17中位置1的EDS测试谱图 图19.图17中位置2的EDS测试谱图

表1.P2断口边缘EDS分析结果(wt%)

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Spectrum 1 13.2 16.8 0.8 / 1.0 / 0.5 / / / 67.8 100.0 2 5.4 5.0 / 0.9 1.3 0.5 / 0.7 1.3 0.6 84.2 100.0

2.3 硬度试验

按GB/T 230.1-2009标准方法检验失效件横截面心部和外表面硬度,结果记入表2。 GB/T 3077-199中42CrMo的淬火+回火(调质处理)工艺后的硬度要求为≤217HBW,参照ASTM E140-05E1《金属标准硬度换算表》标准转换成洛氏硬度约为20HRC,心部硬度偏高,外表面硬度偏低。

表2. 硬度检查结果(HRC)

测试位置 外表面 心部

2.4 金相分析

1 9.0 27.3 2 11.2 27.8 3 15.8 28.2 平均值 12.0 27.8 C O Na Al Si P Cl Ca Cr Mn Fe Total 一站式的材料检测、分析与技术咨询服务

如图20-图25所示,沿P1轴向做切片,抛光腐蚀后发现轴表面与心部组织具有不同组织,界限明显,确定轴承装配位置存在补焊操作,断口位于补焊边缘的热影响区,将图中不同组织区域依次标记为A、B、C:A为补焊熔融区,B为轴热影响区,C为轴基材,金相组织依次:A区为网状、粗针状铁素体+粒状和针状马氏体+针片状魏氏体,按GB/T1329-1991评定魏氏体组织为B系列5级;B区为少量粒状体铁素体基体珠光体;C区为少量针状魏氏体+保留马氏体位向的针状索氏体,心部带状组织明显,按GB/T1329-1991评定带状组织级别为C系列5级。

图20.P2金相切片宏观图

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图21.补焊区金相检查(50X)

图22.A区金相检查(500X)

图23.B区金相检查(500X) 图24.C区低金相检查(100X)

图25.心部金相检查(500X)

2.5 化学成分分析

采用ICP分析电机轴材质成分,分析结果见表3,与GB/T 3077-1999对照,符合42CrMo牌号钢材的标准要求,无错料现象。

表3:化学元素分析结果(wt%)

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元素 碳(C) 硫(S) 硅(Si) 锰(Mn) 磷(P) 铬(Cr) 镍(Ni) 钼(Mo) 铜(Cu)

3 理论分析

一般轴颈补焊过程中要遵循的以下原则:

(1)由于所焊接的电机轴是经过调质处理的,在焊接加工后不可能对其进行恢复热处理工艺,因此,焊接后的强度要达到或接近电机轴原有的机械性能,并在焊接过程中采取合理措施减小热影响区的软化。

(2)尽可能减小焊接变形,为后续的机加工带来方便。

(3)碳量及合金元素含量较高,焊接时有较大的热裂纹敏感性并有较大的冷裂纹倾向,焊接时应避免焊接裂纹的产生。

测试结果(%) 0.4162 0.0053 0.2530 0.7595 0.0137 1.145 0.0298 0.1737 0.0242 检出限(%) 0.0010 0.0005 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 0.0010 3标准要求(%) 0.38~0.45 ≤0.25 0.17~0.37 0.50~0.80 ≤0.25 0.90~1.20 ≤0.30 0.15~0.25 ≤0.20

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