第34卷第1期2016年2月
V ol.34，No.1，p50-54
February2016物理测试
Physics Examination and Testing
DOI：10.13228/j.boyuan.issn1001-0777.20150113
钢丝绳断裂原因分析
刘敏，张彦文，王志奋，吴立新
（武汉钢铁集团公司研究院，湖北武汉430080）
摘要：钢丝绳在与滑轮接触的部位断裂，采用金相显微镜和扫描电镜等对断裂钢丝绳进行了观察和分析。结果表明：钢丝绳断口及断口附近多处观察到挤压磨损痕迹，断口多为压扁状断口，并且在压扁状断口附近观察到多处硬化层；分析认为钢丝绳在使用过程中局部产生了严重的挤压磨损，导致部分钢丝绳发生变形及加工硬化而变脆，甚至部分钢丝股因外力挤压出现断丝，钢丝绳的整体承重能力下降，导致局部承载过大发生断裂。
关键词：钢丝绳；压扁状断口；挤压；硬化层
文献标志码：A文章编号：1001-0777(2016)01-0050-05
Fracture cause analysis of the steel wire rope
LIU Min，ZHANG Yan-wen，WANG Zhi-fen，WU Li-xin
（Research and Development Center，Wuhan Iron and Steel Group Co.，Wuhan430080，China）
Abstract：The steel wire rope was fractured from the position contacting with the pulley.The fractured wire rope was observed and analyzed by metallographic microscope and scanning electron microscope.The results showed that several extrusion and wear traces were observed on and near the fracture of the wire rope.The fractures were mainly flattening-like，and several hardened layers were observed near the flattening-like fractures.The analysis suggested that partial steel wire rope was seriously extruded and worn in use，leading to the deformation and work hardening.As a result，the steel wire rope became brittle and even fracture of some strands due to the external compression.The overall load-carry-ing capacity of steel wire rope was reduced，causing fracture in the position with overload.
Key words：steel wire rope；flattening-like fracture；extrusion；hardened layer
起吊钢丝绳是提升机构设备中的重要零件，广泛应用于冶金、矿山、石油、化工、建筑、航空、机械等行业[1]。在钢丝绳的使用过程中，如果不注意钢丝绳的合理使用和及时更换，就会严重降低钢丝绳的承载能力，最终导致钢丝绳断裂。而钢丝绳的突然断裂往往会对相关设备和相关人员的人身安全造成极大的损害。
某公司委托检测1件钢丝绳断裂件，该钢丝绳出厂日期为2013年3月26日，型号为35*7-?18，主要用于汽车吊挂重物；钢丝绳的安全载荷为5t，事故发生时钢丝绳承重为5t，断裂部位位于钢丝绳与滑轮接触部位。
1材料与分析方法
1.1试验材料
所取材料为断裂的钢丝绳试样，材料采用65钢。对所送的钢丝绳进行取样拆股分析后可知：送检样品由35小股钢丝绳组成，每小股由7根钢丝组成，即整个钢丝绳由245根细钢丝捻绕而成。其中钢丝绳外圈共有16股，次外圈共有15股，内圈由6股包着1股共7股，其截面示意图见图1
。
图1钢丝绳的结构示意图
Fig.1Structure diagram of the wire rope
1.2试验方法
首先对钢丝绳进行宏观和微观形貌分析，判断
作者简介：刘敏（1986—），男，硕士，工程师；E-mail：tmliumin123@https://www.doczj.com/doc/d36143317.html,；收稿日期：2015-10-26
钢丝绳断裂原因分析第1期·51·
钢丝绳断裂的类型以及数量，并分析断口判断断裂起源；然后在断裂起源部位取若干截面试样，进行镶嵌、磨制、抛光和腐蚀后在OLYMPUS GX71金相显微镜下进行微观形貌和组织观察，试样的高倍组织和断裂形貌在FEI Quanta 400扫描电镜下进行，并在显微硬度计下进行组织显微硬度分析。
2
结果与分析
2.1
宏观分析
送检的钢丝绳长度约为1.5m ，经初步观察可
见：钢丝绳的断口参差不齐，部分钢丝被拉得较直，变形量较大，沿轴向有较大延伸，受力较大；另一部分钢丝股相对较弯曲，无明显延伸，受力较小。钢丝绳的表面附有较多的油污，手持放大镜观察，可见一些钢丝绳断口部位挤压变形严重，另一些断口呈塑性拉伸断裂特征，如图2所示。
对钢丝绳所有钢丝的断口（共35股，245根钢丝）进行统计，结果如表1所示。从其中可以发现外圈的压扁断口根数每股多在5根以上，而次外圈的压扁根数每股多在4根以下，内圈的7股钢丝绳则
基本没有压扁断口。
(a)钢丝绳断裂部位整体形貌；(b)压扁状断口的宏观形貌；(c)颈缩状断口的宏观形貌。
图2
断裂钢丝绳的宏观形貌
Fig.2
Macro-morphology of the wire rope fracture 表135股钢丝绳每股压扁断口根数统计
Table 1
Number of crush-shaped fracture of every share among 35shares
股数外圈股数（16股）内圈股数（12股）心部股数（7股）
7根断0根的股数
257根断1根的股数
2
7根断2根的股数
1
7根断3根的股数1
4
7根断4根的股数
47根断5根的股数4
7根断6根的股数41
7根全断的股数7
整个钢丝绳的压扁断口共有134根，占所有断口的54%。其中外圈钢丝绳的压扁断口共有96根，占外圈所有112根断口的86%。说明损伤发生在断裂前的可能性比较大，因为如果是断后被外力损伤则内圈、次外圈、外圈上发生“压扁”的概率均等。
同时在远离断口约400mm 和650mm 的部位，也观察到局部断丝现象，断丝多发生在外圈，断口也多为压扁状断口。2.2
断口微观形貌分析
将断丝的断口分为压扁状断口和颈缩状断口两类，经超声波清洗后，用Quanta 400扫描电镜观察。压扁状断口断面扁平，形状不规则，部分钢丝断面的减薄超过了钢丝直径的2/3，该损伤可能为较长时间多次受较大侧向外力形成，局部高倍放大可
见明显挤压磨损痕迹，如图3所示。
将部分压扁断口竖立观察，一些断口可见钢丝表面存在明显力学损伤，断裂起源于损伤部位，其低倍形貌如图4（a ）所示，断裂源放大如图4（b ）所示，可见明显挤压变形特征，断面微观形貌主要为韧窝特征，如图4（c ）所示。另有一些断口表面存在挤压变形，断裂起源于变形部位，然后扩展、断裂，其挤压变形部位可观察到明显磨损，断口低倍形貌如图4（d ）、图4（e ）所示。
将部分断丝部位的钢丝绳解开后，扫描电镜下，从断丝部位侧向形貌可见明显挤压变形及损伤，从断丝的端面形貌可见端面的磨损较严重，如图5所示。因此说明：钢丝绳没有发生断裂的部位也存在较多外力造成的损伤，只是未发生断裂而已。
刘敏，等：
·52·
物理测试第34卷
(a)压扁断口的低倍微观形貌；(b)压扁断口的磨损痕迹。
图3压扁状断口的微观形貌
Fig.3Micro-morphology of the crush-shaped fracture
（a）压扁断口的断裂源；（b）损伤部位的微观形貌；（c）断裂面微观形貌；（d）压扁断口的挤压痕迹；（e）挤压部位的微观形貌。
图4部分压扁断口的微观形貌
Fig.4Micro-morphology of the crush-shaped fracture
（a）侧面形貌；（b）断裂面形貌。
图5部分断丝部位的微观形貌
Fig.5Micro-morphology of the partially broken wire
钢丝绳断裂原因分析第1期·53·
颈缩类断口的表面损伤较少，竖立观察，低倍形貌如图6（a ）所示，单股放大如图6（b ）所示，可观
察到明显的杯形断口特征，为典型的塑性过载拉伸
断口。
（a ）颈缩类断口的低倍微观形貌；（b ）颈缩类断口单股放大。
图6
颈缩类断口的微观形貌
Fig.6
Micro-morphology of the neck-shaped fracture
2.3组织分析
分别对压扁状断口和颈缩断口取纵截面试
样，镶嵌磨制并经3%硝酸酒精溶液浸蚀后观察，基体组织主要为冷形变组织（拉长的索氏体），颈
缩状断口的组织也为形变组织，在压扁状断口试样上可观察到多处冷形变更为严重的白亮硬化层（诱导性马氏体），在压扁部位还观察到多次形变特征，如图7
所示。
（a ）基体组织；（b ）压扁状断口附近组织；（c ）硬化层；（d ）压扁部位的形变特征。
图7组织分析
Fig.7
Microstructure analysis
2.4显微硬度分析
分别测定了硬化层、基体和纤维组织的显微硬
度值，硬化层硬度为894HV 、910HV ，基体组织为501HV 、511HV 、514HV 、520HV 、569HV 、572HV ，如
刘敏，等：
物理测试第34卷
·54·图8所示。从图8中可以看出：硬化层的硬度值远
远高于基体的硬度值。
图8
不同部位的硬度值
Fig.8
Hardness values of different parts
3讨论
从以上的试验分析结果来看，可将断丝的断口
分为压扁状断口和颈缩状断口两类。钢丝绳的压扁断口共有134根，占所有断口的54%，其中外圈钢丝绳的压扁断口的比例达到86%。内外圈断口类型的巨大差异说明损伤发生在断裂前的可能性比较大，因为如果是断后被外力损伤则内圈、次外圈、外圈上发生“压扁”的概率应均等。在距断口约400mm 和650mm 的部位也观察到部分断丝的情况，其断口及断口附近也观察到多处挤压、磨损的痕迹。从扫描电镜断口分析可以看出：断裂多起源于损伤和挤压部位，说明钢丝绳在使用过程中，由于使用不当受到挤压，导致钢丝绳特别是钢丝绳外圈受到较严重的挤压磨损，致使钢丝绳外圈被严重压扁，因而局部发生断丝，最终剩余的钢丝绳由于过载而断裂。
通过对钢丝绳的组织分析发现：在压扁状断口附近多处存在白亮硬化层。有研究表明[2]
：该白亮层组织为形变马氏体，它的形成与该部位受到强烈
的挤压和摩擦等因素引起的瞬时高温有关，一方面，当钢丝绳使用不当时，在钢丝绳的运行过程中，局部表面遭受挤压和摩擦时，会使温度迅速升高，局部温度超过其相变点[3]；另一方面，钢丝的压应力能有效降低奥氏体化温度，使整个C 曲线下移[4]，推迟珠光体转变的时间，同时有利于马氏体相变，因此当钢丝绳的使用环境较差时，剧烈摩擦变形完全可以提供钢丝表层组织奥氏体化所需的相变驱动力。经过对硬化层以及基体组织的硬度对比试验可以发现：硬化层的硬度远大于基体组织的硬度，硬化层与基体的韧性和强度的不匹配也会在使用
的过程中由于经受反复弯曲变形而萌生裂纹，并最终导致断裂[5]。
4结语
通过以上分析可以推测：钢丝绳在使用过程中
局部产生了严重的挤压磨损，导致部分钢丝绳发生变形及加工硬化而变脆，甚至部分钢丝股因外力挤压出现断丝，使钢丝绳的整体承重能力下降。即钢丝绳在起吊重物的过程中受到拉应力，一些钢丝股因断裂失去承载力，另一些钢丝股因变形出现加工硬化变脆，不能和正常钢丝一起发生正常的弹性变
形，导致局部承载过大发生断裂。
参考文献：
[1]李娟，杜瑞青，王军，等.起吊用钢丝绳断裂原因分析[J].理化
检验：物理分册，2013，49(增刊)：47.
[2]罗伟中.拉拔钢丝表层白亮带及其形成原因分析[J].焊接研
究与生产，1994，3(2)：29.
[3]李荣锋，凃应宏.ISO 7800：2012《金属材料线材单向扭转试
验方法》国际标准完成情况回顾[J].物理测试，2014，32(6)：1.[4]卢立华，董登超.72B 线材绕簧断裂原因分析[J].物理测试，
2015，33(1)：32.
[5]刘方根.钢丝在冷拔过程中的相变[J].金属热处理，1999
（9）：43.
断裂螺栓取出办法分析与总结 一、取断裂螺栓工具的加工选择 取断裂螺栓工具主要有：断丝取出器；钻头；锤子；手电钻；活动扳手；螺栓松动剂；软磁铁；抹布；10米插线板；工作灯；手电。 上面列出的是常规的取断丝的工具，遇到有些特殊情况可能会用到其他工具，我会在后面提到时候做说明。 取断裂螺栓的基本思路是在断裂螺栓断面（尽量靠中间）钻孔，然后选择合适的断丝取出器旋入钻孔内，由于断丝取出器上带有反方向螺纹，旋动断丝取出器带动断裂部分螺栓旋出。 断丝取出器与钻头的选择：取断丝的工作需要钻头与断丝取出器配套使用，选择的原则是钻头的直径与断丝取出器的最细端相仿。市面上能买到的断丝取出器有两种（如图3,4）。图3的这种断丝取出器螺纹较细，硬度较另一种小。适合用来取硬度较小的断裂螺栓，1500机组轮毂与变桨轴承螺栓是10.9级，用图3的断丝取出器较合适。图4中断丝取出器螺纹较粗，硬度较大，适合取出硬度较强的螺栓。对于钻头，市面上钻头种类很多，我们正常用到的一种是普通的用来钻普通金属物件的钻头。还有一种是合金钻头，这种钻头硬度较高，价格也较高，我们可以用来将已钻好的孔扩大，不建议用这种钻头钻孔，现场实际应用效果不好。 图3 图4 由于轮毂与变桨轴承连接螺栓断裂部分大都在轮毂与变桨轴承接触面处，在用手电钻在断裂螺栓断面上钻孔时要经过变桨轴承孔，孔深约300mm（如图5），我们市面上买到的钻头跟断丝取出器都达不到这个长度，所以要经过加工，在普通钻头上加焊一段钢筋，加工完的钻头总长度在350mm左右为宜，钢筋的另一端要保证能插入手电钻钻夹中加紧。钻头与焊接的部分要尽量保持同心，避免钻孔过程中钻头折断。可将截好的钢筋一端中心钻一个与钻头直径相仿的孔，然后将钻头插入孔中再进行焊接，这样能更好的保持同心度，同时也使焊接更牢固。断丝取出器的加工与钻头的加工基本相同，只是在焊接的钢筋末端要加工成方形，便于用扳手旋出断丝。如图6-9所示为加工后的钻头及断丝取出器。加工工作可以找一般的车床加工厂加工。
弹簧失效的原因分析 弹簧失效的原因分析 一、佛山弹簧分解弹簧永久变形及其影响因素 弹簧的永久变形是弹簧失效的主要原因之一 弹簧的永久变形，会使弹簧的变形或负荷超出公差范围，而影响机器设备的正常工作。 检查弹簧永久变形的方法 1.快速高温强压处理检查弹簧永久变形：是把弹簧压缩到一定高度或全部并紧，然后放在开水中或温箱保持10～60分钟，再拿出来卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 2.长时间的室温强压处理检查弹簧永久变形：是在室温下，将弹簧压缩或压并若干天，然后卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。 二、弹簧断裂及其影响因素 弹簧的断裂破坏也是弹簧的主要失效形式之一 弹簧断裂形式可分为；疲劳断裂，环境破坏（氢脆或应力腐蚀断裂）及过载断裂。 弹簧的疲劳断裂： 弹簧的疲劳断裂原因：属于设计错误，材料缺陷，制造不当及工作环境恶劣等因素。 疲劳裂纹往往起源于弹簧的高应力区，如拉伸弹簧的钩环、压缩弹簧的内表面、压缩弹簧（两端面加工的压缩弹簧）的两端面。 受力状态对疲劳寿命的影响 （a）恒定载荷状态下工作的弹簧比恒定位移条件下工作的弹簧，其疲劳寿命短得多。 （b）受单向载荷的弹簧比受双向载荷的弹簧的疲劳寿命要长得多。 （c）载荷振幅较大的弹簧比载荷振幅较少的弹簧的疲劳寿命要短得多。 腐蚀疲劳和摩擦疲劳 腐蚀疲劳：在腐蚀条件下，弹簧材料的疲劳强度显著降低，弹簧的疲劳寿命也大大缩短。 摩擦疲劳：由于摩擦磨损产生细微的裂纹而导致破坏的现象叫摩擦疲劳。 弹簧过载断裂 弹簧的外加载荷超过弹簧危险截面所有承受的极限应力时，弹簧将发生断裂，这种断裂称为过载断裂。 过载断裂的形式 (a)强裂弯曲引起的断裂; (b)冲击载荷引起的断裂; (c)偏心载荷引起的断裂 佛山弹簧后处理的缺陷原因及防止措施 缺陷一：脱碳 对弹簧性能影响：疲劳寿命低 缺陷产生原因：1、空气炉加热淬火未保护气2、盐浴脱氧不彻底 防止措施：1、空气炉加热淬火应通保护气或滴有机溶液保护：盐浴炉加热时，盐浴应脱氧，杂质BAO质量分数小于0.2％。2、加强对原材料表面质量检查 缺陷二：淬火后硬度不足
螺栓断裂原因分析 螺栓的抗拉强度比想象中强得多，以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力载荷是20吨，高达它自身重量的十万倍，一般情况下，我们只会用它紧固几十公斤的部件，只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺栓的抗拉强度是足够的，不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 很多螺栓断裂的最终分析认为是超过螺栓的疲劳强度而损坏，但是螺栓在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次才会损坏。换句话说，螺栓在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了螺栓能力的万分之一，所以说螺栓的损坏也不是因为螺栓疲劳强度。 静态紧固用螺栓很少会自行松动，也很少出现断裂情况。但是在冲击，振动，变载荷情况下使用的螺栓就会出现松动和断裂的情况。 所以我认为螺栓损坏的真正原因是松动。螺栓松动后，螺纹和连接件之间产生微小间隙，冲击和振动会产生巨大的动能mv^2，这种巨大的动能直接作用于螺栓，受轴向力作用的螺栓可能会被拉断。受径向力作用的螺栓可能会被剪断。 因此设计时，对于关键的运动部位的连接紧固要注意防松设计。 自锁螺母尼龙锁紧螺母以上为两种形式的锁紧螺母。 对于弹簧垫片的放松效果，一直存在争议。 弹簧垫圈的放松原理是在把弹簧垫圈压平后，弹簧垫圈会产生一个持续的弹力，使螺母和螺栓连接副持续保持一个摩擦力，产生阻力矩，从而防止螺母松动。同时弹簧垫圈开口处的尖角分别嵌入螺栓和被连接件的表面，从而防止螺栓相对于被连接件回转。
以M16螺栓连接为例，实验显示用约10N.m的螺栓预紧力矩就可以将16弹簧垫圈完全压平。弹簧垫圈只能提供10N.m的弹力，而10N.m的弹力对于280N.m的螺栓预紧力矩来说可以忽略，其次，这么小的力，不足以使弹簧垫圈切口处的尖角嵌入螺栓和被连接件表面。折卸后观察，螺栓和被连接件表面都没有明显的嵌痕。所以，弹簧垫圈对螺栓的防松作用可以忽略。另外，在螺栓与被连接件之间增加一个垫圈，如果垫圈质量有问题，相当于给螺栓连接又增加了一个安全隐患。
中国科技论文在线 https://www.doczj.com/doc/d36143317.html, 25Cr2MoV钢高温螺栓断裂分析 刘建华 （中国矿业大学材料科学与工程学院，江苏徐州 221116） 摘要：通过力学性能试验、金相分析及 SEM断口分析对火电厂机组气缸 25Cr2MoV钢高温紧固螺栓发生断裂进行了研究。结果表明：该螺栓长期在高温条件下服役，其晶界会有黑色网状碳化物析出、晶界粗化，同时组织老化，承受载荷能力下降。在停开机提速过快时，螺栓不能承受施加的偏心冲击载荷，导致其发生脆性失效。 关键词：25Cr2MoV；脆性断裂；断口分析；晶界弱化 中图分类号：TG142.1 The Fracture Analysis of High-temperature Blots Made of 25Cr2MoV Steel LIU Jianhua (School of Material Science and Engineering,China University of Mining and Technology, JiangSu XuZhou 221116) Abstract: The fracture of high-temperature fastening blots made of 25Cr2MoV steel used on thermal power unit cylinder has been studied.Analyses on fracture with mechanical properties, metallographic examination and SEM have been carried out. The results showed that the black mesh grain boundary carbide precipitation with 25Cr2MoV steel under long-term elevated temperature service, and the grain boundary coarsening.These factors contribute to grain boundary and grain boundary weakening performance, organization of aging itself ,load bearing capacity of the matrix decreased. Stop the excessive speed at the start, the bolts can not withstand the impact loads imposed by the eccentric, leading to brittle failure. Keywords:25Cr2MoV; brittle fracture; fractography analysis; grain boundary weakening 0引言
甘肃冶金 2001年3月 第1期钢锭(坯)在轧制过程中出现翘皮及断裂等常见缺陷的原因分析和防止途径 贾 静 (兰州钢铁公司 甘肃省 兰州市 730020) 摘 要 分析了钢锭(坯)轧制过程中出现翘皮、裂纹、断裂等常见缺陷的原因,并且提出了解决问题的途径。 关键词 分析解决 缺陷 途径 1 前言 钢锭(坯)在轧制过程中会出现翘皮、裂缝、断裂等多种缺陷而致废。由于种种原因,90年代初以来,特别是近几年里,钢锭(坯)轧裂和翘皮的数量骤然上升并有居高不下之势。为此,我们将近几年来发生的钢锭(坯)轧废情况统计分析结果列于表1(数据以每年退换钢锭的数量为依据)。 表1 钢锭(坯)轧裂退换统计表 年 份钢 种废品数量致 废 原 因小 时(t) 1995 1996 1997 1998 1999Q195—Q235沸钢258钢锭重接19.08t,翘皮、断裂Q235镇静钢— Q195—Q235沸钢118翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯70夹杂、断裂 20M nSi钢47断裂 Q195—Q235沸钢44翘皮、断裂 150220M nSi连铸坯80夹杂、断裂 1502Q235连铸坯40脱方 Q235镇静钢100纵裂纹、发纹 Q195—Q235沸钢220翘皮、断裂 Q235镇静钢110裂纹、断裂 Q195—Q235沸钢20断裂、裂口 Q235镇静钢240纵裂纹、裂口、断裂 258 235 264 330 260 9 收稿日期:2000-12-28
表1的统计结果表明: 早期镇静钢锭质量比沸腾钢锭的好,但近两年来质量有下滑趋势。 钢锭(坯)在轧制过程中退废的主要缺陷是翘皮、裂纹和断裂。平均每年退换钢锭293t ,由此造成的经济损失30余万元。 根据金属学和钢的热塑性变形原理,结合现场生产的实际情况,作者对这些缺陷的成因从炼钢工艺和轧钢工艺两方面进行分析。2 炼钢工艺对钢锭质量的影响2.1 化学成分的影响 对于碳素结构钢来讲,就元素影响而言造成轧制过程中出现裂纹、断裂极为有关的元素有S 、M n 、P 、Cu 。2.1.1 元素S 、M n 的影响及S 的“ 热脆”缺陷对大量轧裂钢锭化学成分的分析结果表明,元素S 的超标准上限及元素Mn 的低标准下限是钢锭轧裂的重要原因。 高硫钢锭经轧制后通身四面都有严重裂缝,有时只经过粗轧几道就断成碎块。其致废的机理是:S 是生铁或燃料中天然存在的杂质,由于S 在固态Fe 中的溶解度很小,几乎不能溶解。它在钢中以FeS 的形式存在,而FeS 和Fe 易形成熔点较低(仅有985℃)的共晶体,当钢在1100～1200℃进行热加工时,分布于晶界的低熔点共晶体固熔化而导致开裂,这就是通常所说的S 的“热脆”现象。在冶炼中为了清除S 的有害作用,必须增加钢中的含M n 量,使Mn 与S 优先形成高熔点的M nS,其熔点高达1620℃而且呈粒状分布于晶粒中,从而可以有效地防止或避免S 在钢中的“热脆”现象。2.1.2 元素P 的影响及P 的“冷脆”缺陷 通常,元素P 超标的钢锭在热轧过程中不出现裂纹或断裂,但成品坯(材)冷却至室温就会发生“冷脆”现象,在远远小于钢材力学指标力的作用下就发生脆断。 其机理是:室温下钢中的P 可全部溶于钢的铁素体中,使钢的强度、硬度增加,塑性、韧性显著降低。这种钢坯(材)的“冷脆”现象在我厂的生产中偶有发生。2.1.3 元素Cu 的影响及富Cu 轧制的网状裂纹 1997年10月,我厂轧制的Q 235镇静钢68方坯有两批总重量101.36t 成品钢坯表面出现了严重的裂纹,其症状如图1所示,可见钢坯通身有网状裂纹。经取样做成分分析发现Cu 含量在0.6%～0.8%,严重超标。 图1 富铜轧制的网状裂纹 元素Cu 超标造成钢锭热轧开裂的原因是:由于西域废钢资源的特点,含Cu 量有时较高。当钢中含Cu 量超过0.4%且它在加热炉中的氧化性气氛中较长时间加热时,由于选择性氧化的结果,在钢的表面氧化铁皮下会富集一薄层熔点低于1100℃的富Cu 合金,这层合金在约1100℃时熔化并浸蚀钢的表层,使钢在热加工时开裂并多形成网状裂纹。 因此,在技术标准中对碳素结构钢中残余铜元素的含量有明确规定,应该不高于0.3%。2.2 炼钢脱氧操作及浇注工艺的影响 我厂轧制钢锭从脱氧方式上分沸腾钢和镇静钢。由于钢液脱氧方式及结晶热力学的条件10
高强度螺栓断裂失效分析 韩志良 (常州机电职业技术学院机械系，常州213012) 马红卫，丁燕君 (常柴股份有限公司理化室，常州213002) 摘要：针对装配现场发生的几起高强度螺栓断裂失效事故，采用金相分析、化学成分分析和力学性能测试等方法进行检测。分析结果认为螺栓失效的原因有:(1)螺纹成形时产生裂纹，螺栓因之而脆断；(2)杆部与头部交接处表面脱碳、使局部强度降低而断裂；(3)装配时扭矩过大，螺栓明显缩颈而断裂；(4)原材料中心存在裂纹。 关键词：螺栓；裂纹；扭转；脱碳 高强度螺栓是发动机紧固件中最重要的零件之一，如连杆螺栓、缸盖螺栓、主轴承盖螺栓，要求强度等级为10.9级，有的甚至达12.9级。但在实际使用中，高强度螺栓(简称螺栓)断裂失效也时有发生。笔者就发生在装配过程中的四起高强度螺栓断裂失效逐一进行分析。 1 195连杆螺栓断裂失效分析 195连杆螺栓装配时断裂于螺纹处。从断口上看，断口平直，无缩颈，几乎没有裂纹萌生区，全部为最后瞬断区。零件供应商进行了失效分析，认为装配时连杆螺纹内夹入异物，阻碍了螺纹的拧紧，导致装配扭矩过大而断裂。 1.1 断口分析 由于断口表现出极大的脆性，如果是基于扭紧力矩过大而断裂，断口应表现出良好的塑性，因为拧紧时螺栓主要受扭转应力，而扭转试验的应力状态的柔性系数较大(大于拉伸试验)，材料易于塑性变形，而失效的螺栓并未表现出塑性。另外，断裂源也不在齿根部，而是有所偏离。 1.2 化学成分和显微组织分析 螺栓材料牌号为40Cr钢，强度等级10.9级，硬度要求32～38HRC，金相组织要求1～3级(JB/T8837-2000)。经检验，螺栓化学成分(质量分数)符合GB/T3077-1988之规定，见表1。显微组织为细的回火索氏体，按JB/T8837-2000评定为1级，其硬度值为34HRC和35HRC，硬度和显微组织均符合技术条件规定。经磁粉探伤未发现磁痕。 将螺栓从杆部与头部交接处纵向剖开，经金相制样、观察，结果在大部分螺纹的根部均有裂纹，即在断口附近和远离断口的螺纹处均存在裂纹，裂纹位置偏离“真正的”齿根部，裂纹的两侧无贫碳和脱碳，说明裂纹的形成与调质处理无关，见图1和图2。由于裂纹细小且位于螺纹根部，常规磁粉探伤未发现磁痕。
螺栓断裂原因的分析 一般情况下，我们对于螺栓断裂从以下四个方面来分析： 第一、螺栓的质量 第二、螺栓的预紧力矩 第三、螺栓的强度 第四、螺栓的疲劳强度 实际上，螺栓断裂绝大多数情况都是因为松动而断裂的，是由于松动而被打坏的。因为螺栓松动打断的情况和疲劳断裂的情况大体相同，最后，我们总能从疲劳强度上找到原因，实际上，疲劳强度大得我们无法想象，螺栓在使用过程中根本用不到疲劳强度。 一、螺栓断裂不是由于螺栓的抗拉强度： 以一只M20×80的8.8级高强螺栓为例，它的重量只有0.2公斤，而它的最小拉力载荷是20吨，高达它自身重量的十万倍，一般情况下，我们只会用它紧固20公斤的部件，也只使用它最大能力的千分之一。即便是设备中其它力的作用，也不可能突破部件重量的千倍，因此螺纹紧固件的抗拉强度是足够的，不可能因为螺栓的强度不够而损坏。 二、螺栓的断裂不是由于螺栓的疲劳强度： 螺纹紧固件在横向振松实验中只需一百次即可松动，而在疲劳强度实验中需反复振动一百万次。换句话说，螺纹紧固件在使用其疲劳强度的万分之一时即松动了，我们只使用了它大能力的万分之一，所以说螺纹紧固件的松动也不是因为螺栓疲劳强度。 三、螺纹紧固件损坏的真正原因是松动： 螺纹紧固件松动后，产生巨大的动能mv2，这种巨大的动能直接作用于紧固件及设备，致使紧固件损坏，紧固件损坏后，设备无法在正常的状态下工作，进一步导致设备损坏。 受轴向力作用的紧固件，螺纹被破坏，螺栓被拉断。 受径向力作用的紧固件，螺栓被剪断，螺栓孔被打成橢圆。 四、选用防松效果优异的螺纹防松方式是解决问题的根本所在： 以液压锤为例。GT80液压锤的重量是1.663吨，其侧板螺栓为7套10.9级M42螺栓，每根螺栓的抗拉力为110吨，预紧力取抗拉力一半计算，预紧力高达三、四百吨。但是螺栓一样会断，现在准备改成M48的螺栓，根本原因是螺栓防松解决不了。 螺栓断裂，人们最容易得出的结论是强度不够，因而大都采用加大螺栓直径强度等级的办法。这种办法可以增加螺栓的预紧力，其摩擦力也得到了增加，当然防松效果也可以得到改善，但这种办法其实是一种非专业的办法，它的投入太大，收益太小。 总之，螺栓是：“不松不断，一松就断。”
单趾弹簧扣件PR弹条断裂原因分析摘要：采用化学分析、金相检验、硬度测定和受力分析方法，对单趾弹簧扣件pr弹条在使用过程中出现的断裂现象进行了分析。认为弹条断裂的原因是安装工艺不规范、导致弹条的工作弹程和应力超过设计状态引起的。 关键词：弹条断裂检验受力分析 abstract: the chemical analysis, metallographic examination, the hardness testing and stress analysis method, the single toe spring fastener pr play in use article appeared in the process of fracture is analyzed. think of the fracture reason is article installation process is not standard, lead to the work of the article cheng and stress caused by more than design state. key words: article the fracture inspection stress analysis 中图分类号：u213.2+1文献标识码：a文章编号： 1 前言 弹条是轨道结构的重要部件，其有效与否直接关系到行车的安全。它主要利用弹性变形时所储存的能量起到缓和机械上的震动和冲击作用，在动荷载下承受长期的、周期性的弯曲、扭转等交变应力。 某单位生产的弹条为单趾弹簧扣件pr弹条，其结构型式如图1
材料断裂理论与失效分析汽车中的板簧的断裂失效分析 专业：材料工程（锻压） 类型：应用型 姓名：*** 学号： 15S******
汽车中的板簧的断裂失效分析 引言 汽车板簧是汽车悬架系统中最传统的弹性元件，由于其可靠性好、结构简单、制造工艺流程短、成本低而且结构能大大简化等优点，从而得到广泛的应用。汽车板簧一般是由若干片不等长的合金弹簧钢组合而成一组近似于等强度弹簧梁。在悬架系统中除了起缓冲作用而外，当它在汽车纵向安置，并且一端与车架作固定铰链连接时，即可担负起传递所有各向的力和力矩，以及决定车轮运动的轨迹，起导向的作用，因此就没有必要设置其它的导向机构，另外汽车板簧是多片叠加而成，当载荷作用下变形时，各片有相对的滑动而产生摩擦，产生一定的阻力，促使车身的振动衰减，但是板簧单位重量储存的能量最低，因些材料的利用率最差。 1.材质是什么？65Mn/低碳钢哪一类合适？ 材质一般为硅锰钢。因为碳素弹簧钢因淬透性低，较少使用于汽车中；锰钢淬透性好，但易产生淬火裂纹，并有回火脆性。因此，硅锰钢在我国应用在汽车的板簧上较为广泛。 65Mn钢更为合适，因为： 低碳钢为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，又称软钢。它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。因此可以看出，低碳钢不符合板簧材料高强度和高硬度的要求。 65Mn弹簧钢，含有0.90%~1.2%的Mn元素，提高了材料的淬透性，φ12mm 的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。Mn是弱碳化物形成元素，在钢中主要以固溶的形式存在于基体中。一部分固溶于铁素体（或奥氏体），另一部分形成含Mn的合金渗碳体（Fe、Mn）。Mn还能显著提高钢的淬透性，改善热处理性能，强化基体、降低珠光体的形成温度，细化珠光体的片间距离，从而提高钢的强度和硬度。总体上，钢中加入锰为0.9%~1.2%，使淬透性和综合性能有所提高，脱
动设备石油化工设备技术，２０１０，３１（４）?３５? Ｐｅｔｒｏ－ＣｈｅｍｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ高压水泵主轴断裂失效分析 马小明．熊烨 （华南理Ｓ－大学机械与汽车工程学院，广东广州５１０６４０） 摘要：文章通过化学成分、力学性能、金相组织、宏微观断口等分析方法，系统分析了高压水泵轴断裂的原因，表明材料组织夹杂物多，脆性明显，操作中受循环水腐蚀作用，并在退刀槽处产生点蚀坑，致使退刀槽部位产生应力集中，形成疲劳裂纹源，最终主轴在退刀槽部位发生低应力高周疲劳断裂。 关键词：高压水泵；疲劳断裂；失效分析；点蚀 某炼油焦化装置中ＨＳＧ６２５型高压水泵主 轴发生了断裂失效，该轴经调质处理，３Ｃｒｌ３材 料，转速为３７５０ｒ／ｍｉｎ，工作介质为含焦的循环 水。２００９年１月４日，高压水泵正常启动１０Ｓ 后，泵轴位移联锁自停，突然发生断裂。该水泵累 计运行５７６０ｈ，为分析失效原因，防止同类事故 重复发生，对断裂主轴进行了如下分析。 ｌ理化检验 对失效的高压水泵主轴样品进行了化学成分 分析、力学性能测试、金相组织分析、以及用扫描电镜对断口表面的微观形态观察，并对局部区域进行能谱分析，以深入了解水泵轴断裂的原因。１．１断口宏观观察 水泵轴断口宏观的形貌如图１所示，断裂发生在退刀槽处，断裂面垂直于泵轴的轴线。断面宏观形貌呈现疲劳断裂的特质。断口明显地分为３个区：疲劳裂纹的起源区、疲劳裂纹扩展区及瞬断区；疲劳扩展区与瞬断区之间的界限清晰；断口疲劳裂纹源区呈多台阶特征，清晰可见５个疲劳台阶，如图１中箭头所示；疲劳裂纹扩展区存在清晰的贝纹线，约占整个断口面积的２／３；贝纹线区域平滑，颜色较深；贝纹线间距和密集度不规则，说明泵轴工作过程承受不稳定的扭转载荷［１］；瞬断区断口清晰可见层叠状形貌，且存在黄色氧化物斑点；在疲劳台阶附近的源区外侧，退刀槽圆角半径过渡表面处密集分布着很多较小且较浅的点蚀坑。 ｉ．２微观观察 （１）断口微观观察 图１泵轴试样断口的宏观形貌 对断口样品的扫描电镜分析发现断口表面呈解理和准解理形貌特征，如图２，断口存在二次裂纹，如图３；裂纹扩张方向不一致，二次裂纹较多，表明材料具脆性特征［２１；瞬断区局部呈现层叠状形貌；疲劳台阶附近的退刀槽部位有许多大小、深度不等的点腐蚀坑，为疲劳裂纹源，如图４。 微观分析表明，退刀槽部位受介质腐蚀并形成点蚀坑，为疲劳裂纹起源提供基本条件。 （２）能谱分析 对金相表面的杂质进行Ｘ射线能谱分析，表明夹杂物主要由Ｏ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ等元素组成。该杂质应是钢在冶炼时形成。承受疲劳载荷的钢轴中若含有Ａ１２０３，ＣａＯ?Ａ１２０３?Ｓｉ０２，ＣａＯ? 收稿日期：２００９—０８—０５。 作者简介：马小明（１９６２一），男，甘肃天水人。１９８６年毕业于华南理工大学化机系化工机械专业，获硕士学位，主要从事设备安全检测与失效分析、液化天然气技术等方面的教学、科研等工作，已发表论文４０余篇．副教授。 Ｅｍａｉｌ：ｘｉｏｎｇｙｅ８７＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｒｎ 万方数据
记录号：JS-AL-紧固件-019 汽车用螺栓断裂分析 摘要：某面包车底盘下摆臂的一个紧固螺栓发生断裂。生产厂要求分析螺栓早期断裂的原因。扫描电镜和金相分析结果表明，送检螺栓产生了沿晶脆断，是导致螺栓早期断裂的原因。 关键词：螺栓；金相检验；沿晶断裂 材料种类/牌号：结构钢/40Cr 概述 某海狮面包车行驶约400公里时，其底盘下摆臂的一个紧固螺栓发生断裂。螺栓生产厂将事故发生原件送中国科学院金属研究所失效分析中心，要求分析螺栓早期断裂原因。 螺栓是由一高强度标准件厂生产的，其规格为MI2X1.25X44，材料为4OCr 结构钢，螺栓经调质处理，硬度值要求为HRC34-39。 测试过程与结果 宏观检查 图1是送检实物的局部宏观像，黑箭头指螺栓断口。在下摆臂的两个螺孔的外侧表面，各有部分黑色油漆被擦掉(白箭头指示)，但二者被擦部位不同。对断裂螺栓的螺孔，被擦部位在图1中螺孔的上方;对末断螺栓的螺孔，被擦部位在图1中螺孔的下方。油漆被擦说明下摆臂与通过螺栓被其紧固的拉杆座之间在两个螺孔附近出现局部相对滑动，这种相对滑动应发生在螺栓断裂之后。 图2是螺栓断口的宏观像，螺栓断裂于螺纹根部(黑箭头所示)。整个断口可分为2部分:一部分断口与螺栓纵向基本垂直，呈黑灰色，稍显粗糙，用数字1标出;另一部分断口与螺栓纵向斜交，呈银灰色，较为光滑，用数字2标出。断口两部分形貌的明显差异说明螺栓断裂经历了两个不同的过程。需要说明的是，与数字2所示的断口部分相邻的螺孔也出现了部分断裂(白箭头所示)，其形貌与数字2标识的断口相近。 图1、送检实物局部宏观像 图2、螺栓断口的宏观像 用线切割万法开槽，加力将下摆臂断裂螺栓的螺孔分开，如图3所示。螺孔内的黑色润滑油脂和黄绿色锁固剂分布均匀，螺栓上的润滑油脂和锁固剂分布也基本均匀，这说明螺孔与螺栓的齿面间润滑良好，未见局部磨损现象。 综上所述，宏观检查说明螺栓断裂应包括两个不同的断裂过碍。螺孔与螺栓之间齿面润滑良好，未见磨损。 中国应急分析网
下面有13种方法取断螺丝方法总结 ，应根据自己的实际情况来选择，也可以几种方法一起用。要讲究灵活性，希望可以帮助大家。 1、可以使用砂轮机把断丝的部位磨平，再用小钻头先钻，再逐渐改用较大的钻头，断丝就逐渐脱落，脱落之后用原来大小的丝锥重新攻一下牙，这样的优点可以不用增大孔径。 2、在断入物上焊接一铁棒，然后拧出。（缺点：a、太小的断入物无法焊接；b、对焊接技巧要求极高，容易烧坏工件；c、焊接处容易断，能取出断入物的几率很小。） 3、用比断入物硬的锥状工具撬。（缺点：a、只适宜脆性断入物，将断入物敲碎，然后慢慢剔出；b、断入物太深、太小都无法取出；c、容易破坏原有孔。） 4、做一个比断入物直径小的六角电极，用电火花机床在断入物上加工一六角沉孔，然后用内六角扳手拧出。（缺点：a、对锈死的或卡死的断入物无用；b、对大型工件无用；c、对 太小的断入物无用；d、耗时、费事。） 5、直接用比断入物小的电极，用电火花机床打。（缺点：a、对大型工件无用，无法放入电火花机床工作台；b、耗时；c、太深时容易积碳，打不下去。） 6、用合金钻头打（缺点：a、容易破坏原有孔；b、对硬质断入物无用；c、合金钻头较脆易断。） 7、现在有一种用电加工原理设计制造的便携式工具机，能轻松快速将断螺丝、断丝锥钻头取出。 8、如果螺丝不太硬，可以把端面挫平，再找出找中心点，用样冲打一小点上去，用小一点的钻头先钻，要垂直，然后用断丝取出器反向拧出即可。 9、如果买不到断丝取出器，就用大一点的钻头继续扩孔，在孔径接近螺丝时，有些丝会吃不住劲脱落下来了，剔除余下的丝牙，然后用丝锥重新修整就行。 10、如果螺丝断丝有露出来，或断螺丝处要求不严格，还有用手锯能够锯着，可以锯条缝，连外壳也锯，然后用平口螺丝刀卸下来。 11、如果断丝露出一定长度在外面，而且机械材料溶点又不太低，可用电焊在螺丝上面焊一个加长T型杆，这样就能从焊接的杆轻易拧出。 12、如果螺丝生锈非常严重，用上面的方法不好处理的，建议用火烤红后加进一点润滑油，再用以上相应的方式处理。 13、经过N多努力后，螺丝虽然是取出来了，但这时孔也废了，索性就钻个更大的孔攻丝，
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d36143317.html, 某SUV车型螺旋弹簧断裂失效分析及优化作者：李振杜阿雷刘超张树乾王猛 来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2015年第11期 摘要：某SUV车型在耐久试验过程中，螺旋弹簧上平端第一圈末处发生断裂。本文针对可能导致螺旋弹簧失效的机理逐一排查分析，找出螺旋弹簧断裂失效真因，进而对结构或者生产工艺进行优化提升。 关键词：螺旋弹簧；断裂；失效机理；优化提升 1 概述 某SUV车型在可靠性耐久试验中先后出现2次螺旋弹簧断裂（图1）的严重质量问题。 据对故障件分析，发生部位均出现上平端第一圈，现从螺旋弹簧材质检验、结构设计及工作角度、表面防腐处理工艺等方面进行分析，查明真因并进行优化。 2 原因排查 2.1 螺旋弹簧的材质问题 2.1.1 失效件的材料化验结果 2.1.2 硬度测试 用洛氏硬度计对断裂弹簧的硬度进行检验，其外层硬度为HRC49，中心处的洛氏硬度是HRC48，在技术要求的HRC47- HRC52范围内。 2.1.3 断口分析 由于弹簧断裂后又经历了一段氧化腐蚀时间，断面锈蚀严重，经高锰酸钾溶液清洗后的形貌如图2所示，由于锈蚀严重，清洗后仍有少量的氧化物附着，但仍可看出，裂纹起源 于弹簧内侧表面附近，断口与轴线呈45°螺旋状，无明显的塑形变形，断面上有粗大的裂纹扩展条棱，同时发现还有表面裂纹及内部裂纹。裂纹源表面的形貌如图3所示，裂纹源处的表面及其粗糙，有麻坑，而相邻其他地方较为平坦。由于清洗对断口真实面貌有一定的损伤，电镜下已分辨不出断裂机制，但仍留有有用的信息，图4为断裂源区形貌，断面分布有大量的氧化夹杂物，图5为瞬断区形貌，断口有夹杂物形成的孔洞。 2.1.4 金相分析
螺栓断裂原因分析 2010/10/28 17:22:07 螺栓断裂分析的方法及程序在紧固件的失效分析中，螺栓的失效最多、也最为常见，而螺栓的断裂失效则占螺栓失效的80%左右，严重威胁着整个构件的安全。因此，我们有必要、也必须对断裂螺栓进行分析。由于螺栓的结构、形状和受力形式比较复杂，且在材料、工艺和使用状况等因素的影响下，经常发生各种形式的断裂失效。由于螺栓种类多、用量大，普遍采用冷变形制造工艺，并依据各种不同性能要求而采用不同钢材和热处理工艺，同时进行严格的材料和工艺检查。尽管如此，往往由于工艺管理和控制不善，构成了批量或频次较高的断裂失效，经常影响着正常生产和使用。下面我们就谈谈紧固件断裂失效分析的方法。 紧固件断裂失效分析的方法 一、系统方法 系统方法，又称相关性方法，就是把失效分析类型、失效方式、断口特征形貌、工作条件、材质情况、制造工艺水平和过程、使用和维护情况等放在一个研究系统中，从总体上予以考虑的方法。寻找失效原因应从设计、材质、制造、使用、维护等相关方面去考虑，并据此进行测试和分析，找出失效原因。 本方法的特点是：从一般到个别，从普遍到特殊，从单项分析到综合联系上找原因。这就是尽可能地收集与全局有关的资料和测试信息，从而确定分析系统的范围。该方法主要针对失效原因复杂的断裂螺栓。 二、抓主要矛盾方法 在紧固件失效分析时要抓住失效中起主要作用的因素。如在断裂失效中就一定要对断裂源、断裂形状及导致断裂的因素重点分析和研究。这也是我们螺栓断裂失效分析中最常用的方法。举例来说，当一个螺栓断裂件送到我们手上，我们发现该螺栓的支撑面的装配痕迹不对称（就是说一边有明显的装配痕迹而一边没有或者两边装配痕迹相差很大）。我们都知道：力是造成痕迹的唯一原因，接下来我们就应对这一应力进行重点分析。 三、比较方法 选择一个同批次，同服役状态而没有失效的螺栓与断裂螺栓一一对比，然后进行分析比较，从中找出差异，寻找出引起失效的原因。该方法多用于尺寸精度的比较，如在内六角螺栓中，内六角偏斜，导致头杆不同心，引起掉头等！ 四、历史方法 历史方法是根据同样螺栓、同样工作条件，在过去表现的情况和变化规律，来判断现在失效的可能原因。所以历史方法是客观的依据。它主要依赖过去的失效资料的积累，并运用归纳法和演绎法进行分析。这种方法非常重要，往往会引起工艺的改进。举例来说，本公司生产的外六角螺栓，去年以前均存在掉头现象（几乎每批次均有，为数极少），而又分析不出具体原因，只知道个别螺栓头杆结合部存在强度不足，因此总结以前的教训，将R角增大，结果从去年以来，该螺栓再没掉头。 五、逻辑方法 它是根据背景资料（设计、材料和制造情况）和失效现场调查材料以及分析、测试获得的信息，进行分析、比较、综合、归纳和概括，作出判断和推论，得出可能的失效原因。该方法是最常用，也是最直接的分析方法。 螺栓断裂分析的基本程序 以上就是螺栓断裂分析的基本方法，看起来并不是很难，但真正运用起来，对症下药，却是很不容易。下面我们就来谈谈螺栓断裂分析的基本程序。 当断裂螺栓送到我们手中，我们首先要做的是追溯该紧固件，包括制造日期、零件、名称、
泵类故障大汇总，也许就能解决你的问题！ 2016-07-05泵阀之家 泵阀之家合作伙伴，点击下方蓝色字体进入 江南泵阀--专业氟塑料泵--值得信赖 ★泵阀管行业，企业管理软件免费送★ 有氟密管阀- 国内非金属阀门专业制造商 离心泵常见故障及解决方法01泵不吸水 故障分析： ?吸入阀有杂物或未打开，或吸入管堵塞 ?管路系统密封性差 ?从轴封处吸入空气 ?灌泵系统故障 解决方法：
?打开吸入阀，排除杂物，疏通吸入管。 ?检察管路，尤其分段试压连接法兰处，堵漏。?更换轴封，压紧填料密封 ?检查及维修灌泵系统 02泵不能启动 故障分析： ?原动机发生故障（包括电源）； ?泵卡住； ?填料函压得太紧； ?排出阀门未关。 解决方法： ?检查电源及原动机情况； ?再次盘车确定联轴器情况； ?放松填料； ?管进出口阀门，再次启动。
03泵不排液 故障分析： ?灌泵不足（或泵内气体未排净）； ?泵转向不对； ?泵转速太低； ?滤网、吸入管堵塞； ?吸入高度太高，或吸入口液体供给不足，造成吸入真空。 解决方法： ?重新灌泵； ?再次确定泵的旋转方向； ?检查电机空转转速，检查减速器的减速比，确定泵转速是否符合设计转速；?清洗滤网，疏通吸入管； ?调整吸入口管线，高于泵的入口，调整泵的上部供液系统，保证介质供应充分。
04泵排液后中断 故障分析： ?吸入管路漏气； ?灌泵时吸入侧气体未排尽； ?吸入侧突然被异物堵住，或吸入口滤器堵塞； ?吸入管脱水，大量气体吸入 解决方法： ?检查吸入侧连接处及填料函的密封情况； ?重新灌泵； ?停泵，清洗滤芯，疏通吸入管路； ?检查吸入管路是否破裂，并联进口管线上的阀门是否打开（不常用的管线）。05流量不足
给水泵震动大的原因分析 针对水泵机组的各部件存在的振动,分析了产生振动的原因。从水泵的水力、机械结构设计,到泵的安装、运行、维护等方面几提出了减轻泵振动的措施。结果表明,保证泵零部件结构尺寸、精度与泵的无过载性能等水力特性相适应;保证泵的实际运行工况点与泵的设计工况点吻合;保证加工精度与设计精度的一致性;保证零部件安装质量与其运行要求的一致性;保证检修质量与零部件磨损规律的一致性,可以减轻泵的振动。 振动就是评价水泵机组运行可靠性的一个重要指标。振动超标的危害主要有:振动造成泵机组不能正常运行;引发电机与管路的振动,造成机毁人伤;造成轴承等零部件的损坏;造成连接部件松动,基础裂纹或电机损坏;造成与水泵连接的管件或阀门松动、损坏;形成振动噪声。 引起水泵振动的原因就是多方面的。泵的转轴一般与驱动电机轴直接相连,使得泵的动态性能与电机的动态性能相互干涉;高速旋转部件多,动、静平衡沐能满足要求;与流体作用的部件受水流状况影响较大;流体运动本身的复杂性,也就是限制泵动态性能稳定性的一个因素。 1 对引起泵振动原因的分析 1、1电机 电机结构件松动,轴承定位装置松动,铁芯硅钢片过松,轴承因磨损而导致支撑刚度下降,会引起振动。质量偏心,转子弯曲或质量分布问题导致的转子质量分布不均,造成静、动平衡量超标川。另外,鼠笼式电动机转子的鼠笼笼条有断裂,造成转子所受的磁场力与转子的旋转惯性力不平衡而引起振动,电机缺相,各相电源不平衡等原因也能引起振动。电机定子绕组,由于安装工序的操作质量问题,造成各相绕组之间的电阻不平衡,因而导致产生的磁场不均匀,产生了不平衡的电磁力,这种电磁力成为激振力引发振动。 1、2基础及泵支架 驱动装置架与基础之间采用的接触固定形式不好,基础与电机系统吸收、传递、隔离振动能力差,导致基础与电机的振动都超标。水泵基础松动,或者水泵机组在安装过程中形成弹性基础,或者由于油浸水泡造成基础刚度减弱,水泵就会产生与振动相位差1800的另一个临界转速,从而使水泵振动频率增加,如果增加
弹簧疲劳断裂案例分析 一2引言 现代工业社会的不断进步，人类生活质量不断提高，对工业产品各项功能的“安全性”、“环保型”、“舒适性”程度要求越来越高。弹簧作为工业产品中不可缺少的基础元件，弹簧的性能直接关系到工业产品整体的质量水平的高低。关于弹簧的问题中，经常碰到和最终要解决的问题是“弹簧疲劳断裂及应力松弛”。这是弹簧工作过程中失效的两种主要形式。弹簧工作中后者更为普遍。应力松弛及弹性衰减的现象意味着弹簧弹性功能的部分丧失，甚至全部丧失。由此可见，提高弹簧疲劳寿命研究应力松弛和弹性衰退的规律及影响因素，对研制新的弹簧材料及抗应力处理技术，对不断提高企业和行业竞争力，对国民经济的发展，不断提高我国弹簧产品及弹性材料研制的科学技术水平，都有重大意义。 二2弹簧的疲劳断裂 通常疲劳断口是由疲劳源、裂纹扩展区、最后瞬时断裂区三部分组成。疲劳源有时非常清楚，有时则不清晰。裂纹扩展区和最后瞬时断裂区则是主要组成部分。 裂纹扩展区的特征：表面比较平滑，是裂纹缓慢扩展、裂纹面相互接触及摩擦造成的结果。它是一种脆性的断裂特征，裂纹扩展方向与最大拉应力方向垂直。通常可以用肉眼发现断口上呈现海滩状、贝壳状或年轮状的花样。可以根据裂纹扩展方向与海滩状条纹相垂直的现象及其曲率半径最小的特征来确定弹簧断裂的疲劳源。 瞬时断裂区特征：疲劳裂纹不断扩展到一定程度后，有效的承载面积不断减少，相应的工作应力逐渐增大，当该应力超过了弹簧的断裂应力时，弹簧就会瞬时断裂。其特征是断口比较粗糙、凹凸不平。 疲劳断裂的微观特征：疲劳裂纹大多数在晶粒边界、相界、夹杂物和脆性碳化物之间开始生成，然后逐渐向内扩展。疲劳断口的微观特征主要表现在裂纹扩展区上。扩展区的主要微观特征是疲劳条带。疲劳条带有以下特征：①条带的形态是起伏或涟波状；②每一条带代表一次循环载荷；③由条带可以断定裂纹前沿 线在前进时的位置；④条带有脆性和塑性的。 三2案例分析 （1）轿车气门弹簧断裂 ①事故描述：气门弹簧是汽车发动机的重要零部件，它不仅控制发动机气门的开闭，还是极为重要的安全部件，故各汽车厂商对发动机气门弹簧的质量都极为重视，内燃机气门弹簧技术条件JB/T 10591-2007要求其台架疲劳试验2300万次不断裂。某型号轿车在出厂后行驶199km时出现发动机异响、怠速抖动现象，经检查后发现一只气门弹簧断裂。
测试与分析 螺栓断裂失效原因分析 华南理工大学机电系(广州 510641) 高 岩 李 林 许麟康 【摘要】 合金结构钢(相当于我国35CrMo钢)制螺栓用于空调压缩机内连接气缸体与气缸盖,在生产线上用气动搬手装配时相当部分发生断裂。失效分析结果表明,机加工时螺纹根部及表面形成微裂纹,以及回火不足,硬度偏高,共同造成了螺栓失效。 关键词:低合金钢 螺栓 微裂纹 F ailure Analysis on the Fracture of Bolts G ao Yan,Li Lin,Xu Linkang (Department of Mechano2Electronic Engineering,S outh China University of Technology,Guangzhou510641)【Abstract】 A batch of bolts with size of M4×1135used to connect cylinder body and cover of air conditioner com pressor were made of imported low alloy steel close to35CrMo in com position1However,a great proportion of the bolts fractured when being assembled us2 ing pneumatic spanner1After failure analysis,it was found that the main reason for the ru pture of bolts was the micro2cracks induced by machining.At the same time,non2enough tempering which resulted in the brittleness of the material also accounted for the fracture1 K ey w ords:low alloy steel,bolt,micro2crack 某标准件公司一批螺栓,规格为M4×1135,材料为合金结构钢,相当于我国的35CrMo钢,冷墩头部,搓制螺纹,热处理工艺为淬火+回火,并进行发兰处理,规定σb>1000MPa, (32～38)HRC。螺栓用于空调压缩机内连接气缸体与气缸盖,但在生产线上用气动搬手装配时相当部分螺栓在与螺栓交截的第二、第三螺纹牙根处发生断裂。我们对该批螺栓的断裂原因进行了分析。 1 金相观察及硬度分析 在一批断裂螺栓中随机选取2个断裂螺栓头,将其沿轴向剖开,制备轴向剖面的金相试样,抛光状态(未侵蚀)下可见在螺纹尖端和根部有明显裂纹存在(图略);这些微裂纹由于高度的应力集中,在外力作用下极容易发生失稳扩展,从而导致螺栓断裂。 将上述抛光态试样用3%硝酸酒精溶液侵蚀后在显微镜下观察,发现其组织形态都很相似,为保持原马氏体位向的回火索氏体,见图1所示。35CrMo钢用作螺栓时,应有较好的综合力学性能,其组织应以调质状态为佳,即淬火+回火后得到回火索氏体。而本例中螺栓组织状态虽是回火索氏体,但原马氏体位向十分明显,显然会使材料的塑性和韧性受损,脆性增加,材料硬度也会增加。沿螺牙顶端到根部依次打硬度,所得结果见表1,可见硬度范围为(37～41)HRC,偏高于螺栓规定的硬度范围。螺栓硬度偏高的原因主要是回火不足或不充分造成的。 2 扫描电镜观察分析 为弄清螺栓断裂的机理,按断口形貌特征选取了9个样品,将其用物理方法清洗干净后置于扫描电镜下进行观察,发现断口有3种类型:第1类是断口边缘只有一个剪切唇(1号样品),第2类是断口边缘有2个剪切唇(2号样品),第3 高岩:女,35岁,工学硕士,讲师,曾以访问学者身份在葡萄牙焊接质量研究所(ISQ)工作,兼任中国机械工程学会失效分析分会失效分析工程师。主要从事高温合金,金属材料的腐蚀与防护,失效分析及工业设备寿命评估等方面的工作。已在国内外学术刊物上发表论文10余篇。收稿日期:1997年8月19 日。 图1 螺栓基体组织 ×500 表1 螺栓的硬度HRC 选点12345 试样14137393937 试样24039.5413937 类是断口边缘有3个剪切唇(3号样品),且以第3类断口数量居多。图2是2号样品的宏观断口形貌。这些断口边缘除剪切唇处或凸起或凹进以外,其余边缘处都较平滑,这与一般断裂由心部起源,最后断裂边缘处为杯口状剪切唇的断口形貌特征显然不同,而且,从断口的放射辉纹的走向看,断裂的起源都在断口的边缘即螺纹的根部上,而不是在螺栓的心部。对3类断口分别在扫描电镜下进行了详细的观察,图3a～3d 为2号样品的微观形貌。a是始断区,从右侧的螺纹面上可见明显发兰处理后的表面氧化膜,在螺纹面与断口的交界处(即螺纹根部)可见二次裂纹和摩擦痕存在;将a放大至b,可见摩擦痕底下是氧化物,而摩擦痕明显位于断口一侧,由此可以推断:此摩擦痕处在断裂前就已经有裂纹存在,裂纹为搓制螺纹时所产生,在随后的发兰处理过程中此裂纹内部也进行了发兰处理,形成了氧化膜,其形态与螺旋表面的发兰膜相 43《金属热处理》1998年第2期