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    汽車用萬向節十字軸失效分析報告

    發布時間:2020-11-27   作者:豐東熱技術   已閱讀:
            汽車用萬向節十字軸主要起到傳遞扭矩的作用,近些年已大量開發應用,在實際生產過程中,部分產品在拋丸后發生崩角的現象。本文所分析十字軸材質為SCR420H,采用滲碳淬火,拋丸,精磨工序。產品失效分析圖片見下圖,根據事項情況,我們分別對正常未崩角的產品,和崩角的產品,分別在產品外觀、化學成分,淬硬層深度,金相等指標進行了分析,結果如下。
    汽車用萬向節十字軸失效分析報告
    圖1樣品實物照片及崩裂位置
            (1)樣品前處理
    金屬檢測前樣品處理
            一、硬度測試
    金屬硬度檢測
            結果分析:失效件表面硬度比正常件硬度高。
            二、化學成分
    金屬材料化學分析
            結果分析:失效件化學成分分析符合標準要求。
            三、金相分析
    圖21#失效件裂紋附近未磨削處表面顯微組織500×
    圖21#失效件裂紋附近未磨削處表面顯微組織500×
    圖31#失效件裂紋附近磨削處表面顯微組織  500×
    圖31#失效件裂紋附近磨削處表面顯微組織  500×
    圖41#失效件尖角處表面顯微組織  500×
    圖41#失效件尖角處表面顯微組織  500×
    圖51#失效件裂紋附近心部顯微組織  500×
    圖51#失效件裂紋附近心部顯微組織  500×
    圖62#正常件拐角處表面顯微組織  500×
    圖62#正常件拐角處表面顯微組織  500×
    圖72#正常件尖角處表面顯微組織500×
    圖72#正常件尖角處表面顯微組織500×
    圖8  2#正常件磨削面表面顯微組織  500×
    圖8  2#正常件磨削面表面顯微組織  500×
            分析結果:1# 失效件顯微組織如圖2至圖5所示。經過對比分析,分析結果如下:表面組織馬氏體5級+殘余奧氏體2級,尖角部位無殘余奧氏體,心部鐵素體2級;2# 正常件顯微組織如圖6至圖8所示。經過對比分析,分析結果如下:表面組織馬氏體4級+殘余奧氏體2級,尖角部位無殘余奧氏體。
            失效件表面馬氏體較粗大,尖角部位殘余奧氏體已完全轉變。
            四、淬硬層深度
    金屬材料淬硬層深度

    圖9  1#失效件表層硬度梯度曲線(距表面1.5mm內)
    圖9  1#失效件表層硬度梯度曲線(距表面1.5mm內)
    圖10失效件與正常件邊角硬度梯度曲線(尖角約45°方向距表面0.5mm內)
    圖10失效件與正常件邊角硬度梯度曲線(尖角約45°方向距表面0.5mm內)
            五、分析結論
            1、通過宏觀觀察缺陷十字軸,剝落位置全部位于尖角處,呈環狀剝落;
            2、通過金相和硬度梯度檢查,發現尖角處和未磨削面存在較大差異,尖角處已無殘余奧氏體,并且此處顯微硬度明顯過高;
            3、十字軸開裂原因可能為尖角處應力過大。正常滲碳淬火產品,表面存在一定的殘余奧氏體,而尖角處往往殘余奧氏體更多,在拋光過程中,不穩定的殘余奧氏體發生馬氏體轉變,導致硬度升高,脆性增大,易產生環裝剝落。
            4、建議客戶控制滲碳淬火碳勢,避免表層產生較多殘余奧氏體,并控制拋丸力度。
            本文為青島豐東原創,轉載請注明出處!
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