叉车转向轴断裂分析!
2021-02-24 11:31:10
作者：本网整理 来源：无忧金相
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叉车是工业上用来装卸、堆垛和短距离运输作业的轮式搬运车辆，是港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等地进行托盘运输、集装箱运输中必不可少的设备，今天小编给大家分享的就是叉车上经过调质处理后的转向轴发生断裂后失效分析案例。
背景故事介绍
常用运输叉车转向轴在日常工作中发生断裂，引发极大的安全隐患，经调查得出该转向轴材质为45#钢，经过调质热处理后投入使用，断裂位置在轴套的一端，断口形貌如图1所示。
断面呈灰色，两边断面较平整，中间断面较粗糙，有疲劳贝纹形貌，扩展区占百分之70%，终断区占30%，断裂源如图形貌如图1箭头所示，此试样断裂属双向弯曲疲劳断裂，源于圆弧表面角位。
1、化学成分分析
从断裂部位取样，用FOUNDRY-MASTER直读光谱仪进行化学成分分析，结果如表1所示。
2 硬度测试
对断面试样进行硬度测试，测试结果如表2示。
3 金相检验
截取垂直于开裂面的剖面试样，经磨制、抛光、腐蚀后，使用BX53M型光学显微镜进行观察。
图2 非金属夹杂物（抛光态 100X）
图3 非金属夹杂物（抛光态 100X）
图4 内圈基体组织（4%硝酸酒精溶液侵蚀 100X）
图5 内圈基体组织（4%硝酸酒精溶液侵蚀 500X）
图6 内圈基体组织（4%硝酸酒精溶液侵蚀 500X）
图7 断面形貌（抛光态 12.5X）
图8 断面形貌（抛光态 100X）
图9 断面形貌（抛光态 500X）
图10 断面组织形貌（4%硝酸酒精溶液侵蚀 12.5X）
图11 断面组织形貌（4%硝酸酒精溶液侵蚀 100X）
图12 断面组织形貌（4%硝酸酒精溶液侵蚀 500X）
检测结果如表3所示。
4. 分析与讨论
4.1 此试样化学成分符合45钢牌号之要求；
4.2 此工件内圈硬度为97.7HRBW,外圈硬度为84.3HRBW；
4.3 此试样断裂属双向弯曲疲劳断裂源于圆弧表面处；
4.4 此试样非金属夹杂物、晶粒度均正常；
4.5 此试样珠光体+索氏体+网状及块状铁素体，调质级别为8级，调质不理想；
4.6 此试样断面处未见氧化和其他缺陷，断裂源附近为焊接热影响组织；
4.7 表面有10.5um之镀铬层。
5.结论
此零件试样断裂属双向弯曲疲劳断裂源于圆弧表面角位处，主要原因为镀铬前有焊接且影响了材料的强度，易产生疲劳微裂纹，随着裂纹扩展及受力面积减小最终出现快速断裂。
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