轮箍氢致裂纹的形成_扩展及预防

车轮裂纹预防措施引言车轮裂纹是指车轮上出现的裂纹痕迹，这种裂纹可能会导致车轮损坏和行驶安全问题。

为了保证车辆的安全运行，预防车轮裂纹的产生至关重要。

本文将介绍一些常见的车轮裂纹预防措施，以帮助车主和驾驶员维护车轮的完好状态。

1. 定期检查和维护车轮车主和驾驶员在日常使用过程中应定期检查和维护车轮，特别是在长时间高速行驶后。

以下是一些常见的检查和维护方法：•视觉检查：仔细检查车轮表面是否有裂纹、凹陷或其他损伤。

如果发现裂纹或其他损伤，应立即修复或更换车轮。

•轮胎气压检查：保持轮胎气压在正确范围内，避免过高或过低的情况。

轮胎过高或过低的气压可能会导致车轮承受过大的压力，增加裂纹产生的风险。

•轮胎磨损检查：定期检查轮胎的磨损程度，如果轮胎磨损过度，应及时更换轮胎。

过度磨损的轮胎容易出现裂纹。

•动平衡检查：定期进行车轮动平衡检查，保证车轮在高速转动时能够保持平衡，减少车轮的振动和裂纹风险。

2. 避免过载过载是车轮裂纹的一个常见原因。

为了避免车轮过载，需要注意以下事项：•了解车辆的最大载重：在购买车辆时，需要了解车辆的最大载重能力，并遵守这个限制。

•合理分配负荷：当装载货物或乘客时，需要合理分配负荷，避免过于集中在某一个车轮上。

•避免碰撞和颠簸：在行驶过程中，应注意避免碰撞和颠簸，因为这些因素可能导致车轮承受过大的压力，增加裂纹的风险。

3. 避免急转弯和剧烈驾驶急转弯和剧烈驾驶是车轮裂纹的常见原因之一。

为了避免车轮裂纹的产生，需要注意以下事项：•合理驾驶：遵守交通规则，合理驾驶，避免急转弯和剧烈驾驶。

这样可以减少车轮受力过大的风险。

•减速过坑洼路面：在行驶过程中，如果遇到坑洼路面，应适当减速以避免车轮承受过大的冲击力。

•减少冲击：避免意外的冲击，例如避免过快行驶通过路障和减速带。

4. 使用合适的车轮合适的车轮选择也是预防车轮裂纹的重要因素。

以下是一些选择合适车轮的建议：•合适的尺寸：选择适合车辆的车轮尺寸，避免过大或过小的车轮。

抗氢致开裂试验引言：氢是宇宙中最常见的元素之一，它在很多领域都有广泛的应用。

然而，在某些情况下，氢气的积聚可能会导致严重的问题，如氢致开裂。

为了理解和预防这种现象，科学家们进行了大量的抗氢致开裂试验。

本文将介绍抗氢致开裂试验的原理、方法和结果。

1. 抗氢致开裂试验的原理氢致开裂是指在氢气存在的环境中，材料的开裂现象。

氢气能够渗透进入材料内部，并在其中形成氢原子或氢离子。

这些氢原子或氢离子会引起材料内部的应力集中，从而导致材料的开裂。

因此，了解材料在氢气环境下的抗开裂性能是非常重要的。

2. 抗氢致开裂试验的方法为了进行抗氢致开裂试验，首先需要选择合适的材料样品。

常用的材料包括钢、铝合金、镍合金等。

然后，将材料样品暴露在含有氢气的环境中，并在一定的温度和压力条件下进行试验。

试验过程中，通过观察材料是否发生开裂以及开裂的程度来评估材料的抗开裂性能。

3. 抗氢致开裂试验的结果抗氢致开裂试验的结果表明，不同材料对氢气的抗开裂性能有所差异。

一些材料在氢气环境下表现出良好的抗开裂性能，而另一些材料则容易发生开裂。

这与材料的晶体结构、化学成分以及加工工艺等因素有关。

通过对不同材料的试验结果进行分析，可以为材料的选用和设计提供重要的参考。

4. 抗氢致开裂试验的意义抗氢致开裂试验的结果对于提高材料的抗开裂性能以及保障工程结构的安全性具有重要意义。

在一些特殊领域，如航空航天、核能等，氢气的应用非常广泛，因此了解材料在氢气环境下的性能是必不可少的。

通过抗氢致开裂试验，可以评估材料的抗开裂性能，优化材料的组成和加工工艺，提高材料的可靠性和耐久性。

结论：抗氢致开裂试验是研究材料在氢气环境下的抗开裂性能的重要手段。

通过选择合适的材料样品，进行试验并分析试验结果，可以评估材料的抗开裂性能，并为材料的选用和设计提供参考。

抗氢致开裂试验对于提高材料的可靠性和耐久性具有重要意义，特别是在一些特殊领域的应用中。

进一步的研究和探索将有助于揭示氢致开裂的机理，为材料的开发和设计提供更加可靠的依据。

焊接氢致延迟裂纹的产生和危害及防治措施延迟裂纹的出现：氢致延迟裂纹一般出现在焊接完成之后的几个小时、十几个小时、几天、数月甚至更长时间之后，故此得名。

延迟裂纹的危害：裂纹的出现有滞后性，部分裂纹无法通过焊后探伤检测，此外延迟裂纹的出现一般为突发出现，无明显的征兆，如果在设备投运后出现，将为人民的生命财产安全埋下重大隐患。

氢致延迟裂纹而导致的事故在国内外都常有发生，据1965年英国的统计，在英国发生破坏的132台压力容器中，由于延迟裂纹引起的破坏就有118台，占破坏总数的89.3%。

日本的焊接技术在国际上处于非常高的水平，但是其某公司生产球罐144台，在使用过程中从45台球罐中检测出裂纹1471条，其中属于延迟裂纹的就有1248条。

1979年12月18 日我国吉林煤气公司液化站发生液化石油气罐群爆炸事故，炸毁400m3球罐6台、50m3卧罐4台、15kg液化石油气钢瓶3000多个，死亡32 人，重伤54人，直接损失600多万元。

事故的直接原因是2号球罐上的环向焊缝在制造过程中存在延迟裂纹，在低温和高应力的长期作用下，焊缝最终被撕裂，液化石油气喷出引起了燃烧和爆炸事故。

氢致延迟裂纹的产生：（1）产生条件中存在的扩散氢、焊接接头的脆性组织（马氏体、上贝氏体等）、焊接残余应力和外界应力导致的应力集中。

（2）产生的位置裂纹、焊道下裂纹、根部裂纹，该三种裂纹大部分都位于焊接热影响区的过热粗晶区位置。

管线钢的焊接接头处单次热循环焊接热影响区主要分为由与母材相近的部分相变区，由等轴铁素体组成的正火细晶区和由马氏体、贝氏体、粗大铁素体组成的过热区组成。

由于过热区主要由脆硬的马氏体、贝氏体和粗大铁素体构成，其硬度较大，变形能力差，在遇到较大应力时易于出现开裂。

（3）产生的过程：①淬硬组织：母材受到焊接电弧的热作用，并在快速冷却的条件下，母材由塑韧性较好的铁素体转变为脆硬的马氏体结构（即焊接热影响区淬火组织）②扩散氢：焊接时，焊条、焊丝受潮，焊口油污、水、泥等，使焊缝金属存在大量的氢，并超过其临界含量③应力集中：焊缝冷却收缩应力、焊接顺序不当、钢管未加支撑、钢管下沟变形、管线的打压和服役时承受的压力等，同时焊缝金属未与母材进行圆滑过渡使得焊根处的应力集中系数较大当上述三个条件同时满足时，焊缝中的扩散氢会在应力、氢浓度梯度和金属内缺陷的作用下向热影响区的粗晶区内扩散，当氢浓度达到一定值，并且焊缝处由于应力集中产生的应力大于焊缝的屈服极限时，焊接接头会发生塑性变形，淬火组织为脆硬相，其协调变形能力差，便会在此处产生裂纹。

技术与应用1 问题提出车轮是轮对的重要组成部分，承担着车辆的自质量和载质量，车轮轮辋直接与钢轨接触，其质量的好坏直接关系车辆的运行安全。

随着铁路重载、提速工作的不断推进，列车运行速度不断提高，车轮的使用条件更加恶劣，故障也在不断增多，全路曾发生过多起由车轮故障引发的行车事故。

因此，在车辆厂修、段修时，施修单位对车轮故障均高度重视。

神华铁路货车公司肃宁车辆维修分公司在车辆段修中进行轮对旋修作业时，发现一起严重威胁行车安全的车轮典型质量缺陷，该车轮在旋修前外观无异状，旋修时第一次吃刀量选择3 mm时旋后发现有裂纹迹象，第二次旋修吃刀量选择4 mm，裂纹呈扩大趋势，再次吃刀4 mm进行旋修缺陷完全暴露，轮辋大片掉块，面积为140×50 mm2，且裂纹仍有85 mm延伸（见图1）。

2 原因分析通过对故障车轮进行分析，认为该故障属轮辋深裂纹造成的大片掉块，一般轮辋质量占车轮质量较大比例，即轮辋质量在很大程度上决定车轮质量，该类故障如不能及时发现，极易引发车轮崩裂，造成严重行车事故。

2.1 轮辋深裂纹形成原因此故障车轮为辗钢车轮。

辗钢车轮生产工艺过程包括：炼钢、热成型、热处理、机加工及检测。

炼钢工艺包括炼钢、炉外精炼、浇注3部分；热成型工艺主车轮轮辋深裂纹故障分析与探讨果小军：北京铁路安全监管办机辆验收室驻肃宁验收室，工程师，河北 肃宁，062350范文明：神华铁路货车公司肃宁车辆维修分公司，高级工程师，河北 肃宁，062350摘 要：货车提速重载对车轮运行安全提出严峻挑战，从轮对检修过程中发现的车轮轮辋掉块故障入手进行分析，找出故障原因，同时指出该类车轮故障缺陷的危害，分析故障形成的原因、演变的3个主要阶段，提出防范措施，并阐述车轮技术的发展方向。

关键词：车轮；轮辋；深裂纹中图分类号：U260.331+.1 文献标识码：A文章编号：1001-683X（2015）12-0059-04图1 旋后车轮缺陷图车轮轮辋深裂纹故障分析与探讨 果小军 等要包括预成型、成型、轧制和冲孔压弯几个工步；热处理工艺主要是轮辋淬火+回火；机加工工序主要采用专用或通用立式车床进行车轮加工，一般有单机式、单机组合式及生产线等几种；检测工序须全数对加工到最终尺寸的车轮进行检测，主要内容涉及静平衡检测、硬度、外观肉眼检查、超声波探伤、磁粉探伤、关键尺寸检查等。

轮毂清洁度、裂纹培训教材轮胎清洁：1.为什么轮毂上有锈斑？原理很简单：铝合金制造的汽车轮毂对于空气之中的一些金属粉末有着强烈的吸附能力，这些细小的污渍会被吸附在汽车轮毂上。

日常中会见到像生锈一样的污渍，就是刹车片制动时产生的大量粉尘在作祟。

这些粘在轮毂上的刹车粉尘没有及时清洗掉，就会形成用普通清洁剂难以清除的顽垢。

一般来说，经常清洗车辆的话，这些刹车粉尘很容易被冲洗掉。

当然，除去刹车粉尘之外，劣质的轮胎保护剂也会对轮毂有腐蚀伤害，所以使用轮胎保护剂的时候，一定要择优选择！2.轮毂的保养就像保养汽车每个部位一样，使用正确的清洁剂，这些污渍是可以得到很好的解决。

不是只要是清洁产品就可以了，比如家庭用清洁剂，那对于轮毂来说就太过强烈了，不可使用。

当然，市场上也有很多通用的清洁剂，但要注意其是否偏碱性或酸性，此类的都要小心使用。

尽量不要让任何强性化学剂接触到轮毂，否则不管是轮毂还是车轮表面很有可能有永久的腐蚀损伤。

（1）如果轮毂只是被泥水弄脏，可以直接使用清水清洗，多清洗几次就可以了，如果有比较顽固的污渍，可以使用强力的清洁剂清除。

（2）如果轮毂被沥青、油漆等物品弄脏，可以使用专业的轮毂清洗剂、沥青清洗剂、油漆清洗剂，清理效果也是非常好的。

（3）如果轮毂表面生锈，车主就需要使用专业的除锈剂，清理完轮毂上的锈迹后，再为轮毂的表面上涂抹一层保护剂，就能避免轮毂再次生锈。

清洁液操作指南：第一步：轮毂简单冲刷泥雾后，把清洁剂喷到汽车轮毂上；第二步：拿起工具——小刷子洗刷刷；第三步：拿高压水枪一冲或者一般的水管冲刷即可。

裂纹：汽车在行驶过程中会遇到各种磕碰，从而就产生了轮毂表面划伤、擦伤、残缺等损坏及变形，在经过对轮毂翻新之后，就如同新品一样，恢复到动感完美风采，那么就要知道轮毂损坏常见的几种情况翻新修复方法。

1.轮毂边缘刮擦损坏这是比较常见的一种轮毂损坏，当汽车轮毂贴着马路边缘转动的时候就很容易将轮毂外缘损坏，面对这种情况，通过专业的焊接技术，可以完美的修复翻新。

氢致裂纹的形成机理
氢致裂纹又称氢解裂纹、氢硬度裂纹，是加工由铸铁、低合金钢和不锈钢制造的零件所固有的损伤症状，主要是特定环境情况下此类材料在拉伸强度、断裂蠕变时缺乏韧性，形成连续的小裂痕，最终聚集成贴近边界的正方形或类正方形的裂纹群，影响零件的性能和使用寿命。

氢致裂纹的形成机理可归结为氢的迁移和脱键作用。

材料在运动、磨擦、缓冲或热处理等活动过程中，易产生弹性形变，包括断裂、变形、扩展或压缩，造成内部质子活动，形成原子空位，并挥发出氢。

在这种情况下，原子空位会吸收氢，引发典型的氢脱键现象，随着时间的推移，这些氢原子在连续的拉伸和变形运动中反复重组，形成与材料的晶格结构不均衡的氢脱键区，该区极易受拉伸或活动的外力影响，从而加速氢致裂痕的扩展。

因此，要预防氢致裂纹的产生，必须采取适当的措施，如选择无氢含量的材料和相应的处理工艺，采用封闭环境制作零件，在运转过程中增加润滑，降低磨擦损伤，并在变换状态时大量补充油脂。

以上方法可以有效防止氢脱键现象，进而降低氢致裂纹的危害性。

0前言轮毂是飞机起落架、机轮的重要组成构件，是飞机起飞、滑行降落的主要受力构件。

轮毂的强度对飞机的安全和性能至关重要[1]。

高强度的受力、复杂多变的服役环境，都对飞机轮毂的制造工艺及材料特性，提出了较高的要求。

资料表明，目前飞机机轮使用过程中，80%的飞机轮毂故障原因为疲劳失效，它是引起飞机轮毂结构失效的最主要原因之一[2]。

2A14铝合金属Al-Cu-Mg-Si 系锻铝，是锻铝中的典型合金，具有高强度、髙硬度的特点。

该合金的铜元素含量和硬铝相当，所以也叫高强度硬铝合金。

2A14合金是目前用于制造飞机轮毂的主要合金之一。

某公司生产的2A14-T6合金飞机轮毂在进行疲劳滚转实验时，发生了开裂现象。

本文主要对此类2A14合金轮毂开裂原因进行了综合分析，并根据分析结果，对该公司2A14轮毂锻件的生产工艺进行了优化。

1试验方法断口面分析：观察轮毂开裂部位，切取开裂部位断口，置于酒精溶液中进行超声清洗。

清洁后用HitachiS-400扫描电镜进行微观断口观察，加速电压为20kV；采用牛津X-Max能谱仪进行成分分析。

显微组织分析：切取开裂处裂纹源部位，镶样，采用自动磨样机磨制纵截面，采用凯勒试剂进行浸蚀；采用Leica DM 4000M 光学显微镜进行金相组织观察；采用HitachiS-400扫描电镜进行微观观察，加速电压为20kV；采用牛津X-Max 能谱仪进行成分分析。

2试验结果及分析2.1断口面分析图1为2A14-T6飞机轮毂疲劳失效宏观形貌图。

经宏观观察分析，图1（a ）中方框部位为轮毂疲劳开裂部位，开裂部位的裂纹源为图1（b ）中圆圈标注部位。

图1飞机轮毂开裂部位宏观形貌图切取图１（b ）的断口面进行扫描电镜形貌分析和能谱分析，裂纹源部位扫描电镜形貌见图２。

图２（c ）圈内为裂纹源，图2（a ）为裂纹源部位2A14合金轮毂疲劳开裂成因分析孙娜，何勇，黄启波，李霜（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆401326）摘要：采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等检测仪器，对2A14合金轮毂锻件开裂部位进行了断口面分析、组织分析和能谱分析，讨论了疲劳开裂的成因。

氢脆失效危害巨大，它是如何发生的，生产过程中如何预防？一、氢脆的概念及机理氢脆是工程失效分析中经常提到的一个术语。

顾名思义，它是由氢引起的金属材料的脆化。

其机理是氢原子沿晶界进驻晶界并向内扩散并聚集，并在应力作用下最终导致沿晶界开裂，从而导致金属材料最终产生脆性断裂。

与氢脆相关联的另一种失效模式是应力腐蚀。

氢脆机理非常复杂，氢脆断裂现象多种多样。

国内外氢脆理论有很多种，如位错钉扎理论、晶界聚集理论、氢气泡理论、脆性相理论等。

迄今为止，还没有统一的理论能够解释所有的氢脆现象。

但从理论上讲，氢不仅能使金属材料变脆，也能使金属材料变韧，即氢能致软化也能硬化。

在失效分析中，特别是在断裂分析中，裂纹并不总是以脆性的形式出现，而是也会以韧窝断裂的形式出现。

二、氢的来源及其在金属中的存在形态金属材料中氢的来源一般有两种。

一种是内氢，也就是材料内部含有的氢，其来源有：1.金属材料在冶炼、焊接或熔铸的时候导致内部残留的氢；2.金属材料在化学及电化学处理过程中，如电镀、酸洗时，进入金属内部的氢。

另一种是环境氢，即外来的氢。

零件或构件处于含氢的环境中工作，简称“临氢”。

金属材料在含氢的高温气氛中加热时，进入金属内部的氢。

氢在金属中的存在形态有如下几种：溶解氢：以间隙原子状态固溶于金属中的氢[H]；化合氢：形成各种氢化物；TiH、NiH、VH、ZrH、NbH等分子氢：气态H2存在于金属内部的气孔、裂缝中；氢还可以与各种合金元素溶质原子、晶体缺陷、各种化合物相发生程度不同的结合。

如与位错结合成为Cottrell气团。

三、氢脆的种类及其特征1. 氢蚀（氢+第二相→高压气体）发生氢鼓泡的温度较高，在205－595℃。

例如碳钢在300－500℃的高压氢气氛中工作，氢与钢中的碳结合生成CH4而断裂。

反应公式：H+C=H4C。

宏观断口形貌呈氧化色，颗粒状；微观断口晶界明显加宽，呈沿晶断裂。

2. 白点（发裂）通常发生于大型钢锻件中。

氢致裂纹形成原因及现象氢致裂纹，这个听起来有点吓人的名词，真的是个让人又爱又恨的家伙。

想象一下，氢气就像那个总是捣乱的小孩，在金属的“生活”中不断制造麻烦。

你知道吗，金属和氢气的“相处”可不是那么简单。

氢气就像一个小小的破坏者，它悄无声息地潜入金属的内部，慢慢地让这个金属变得脆弱，最终导致它开裂。

就像一棵树，外表看起来毫无问题，但根部却早已腐烂，任凭风吹雨打都经不起考验。

而氢致裂纹的形成，真是个复杂的过程。

一开始，氢气会在金属表面吸附，像一只小虫子紧紧抓住树皮。

然后，氢分子慢慢渗透到金属的内部，开始它的破坏之旅。

要知道，金属其实是个脆弱的家伙，它们在受到压力的时候，就像一个忍耐多时的孩子，终于忍无可忍，崩溃了。

裂纹就这样悄然无声地出现，原本坚固的金属，瞬间变得脆弱得像一根干枯的树枝。

就像打牌一样，原本牌面不错，结果一翻就输得一败涂地，让人无可奈何。

说到氢致裂纹的现象，真是让人心痛。

你想想，当金属突然裂开，真是让人措手不及。

就好比你在吃一块巧克力，心里想着美味，结果一口下去，竟然咬到了里面的硬物，瞬间满口苦涩。

裂纹的出现常常伴随着金属疲劳，像一个无声的警告，让你意识到，它已经快到极限了。

要是你在车间里看到这些裂纹，心里肯定会一紧，仿佛有只无形的手在揪着你的心，心想：这可怎么办呀，万一出事了可就麻烦大了。

氢致裂纹并不是只出现在某种金属上，它可谓是“横行霸道”，无论是不锈钢、铝合金还是其他材料，都可能中招。

尤其是在高温或者高压的环境下，氢气的“捣乱”更是频频出现。

就像个热锅上的蚂蚁，急得团团转，结果反而让事情变得更糟。

这时候，金属就像一个受了伤的小动物，原本威风凛凛，结果却只能在角落里瑟瑟发抖，让人心疼。

防止氢致裂纹的出现也不是没办法。

咱们要选择合适的材料，就像挑选水果一样，要选那些坚固耐用的。

使用一些合适的涂层，就像给金属穿上一件“防护服”，增加它的抵抗力。

还可以通过控制氢气的含量，来减少它的入侵。

铝合金轮毂铸造裂纹缺陷及预防裂纹，铝合金轮毂铸造常见缺陷之一；它是产品失效的直接原因。

现场对裂纹的认知缺少，难以采取有效解决办法，本文主要介绍毛坯中主要裂纹缺陷。

低压铸造铝合金轮毂常见裂纹缺陷，按缺陷位置分可分为：内轮缘裂纹、外轮缘裂纹、冒口裂纹、胎圈座裂纹、轮辐夹角裂纹、螺栓孔裂纹等。

按裂纹冷热性质分可分为：热裂纹、冷裂纹，其中内外轮缘裂纹一般属于冷裂纹，它主要出现在成品车轮，由疲劳源产生裂纹。

以下将按照部位一一解释、在解释毛坯裂纹之前，需先解释热裂与冷裂的定义及区别。

热裂的形成温度是在合金形成金属骨架，线收缩开始温度到固相线温度区内，这一温度区间称为“有效结晶温度区间”。

目前，关于热裂的形成机理主要有两种解释：强度理论和液膜理论。

强度理论认为：合金存在热脆区以及热脆区内合金的断裂应变低是产生热裂的重要原因，铸件内变形集中是热裂形成的必要条件；因此，合金凝固过程中，收缩受到外界阻碍时，如果产生的外应力超过合金的强度，则会有裂纹产生。

液膜理论认为：热裂的形成是由于铸件在凝固末期晶间存在液膜和铸件在凝固过程中受到拉应力共同作用的结果；如果铸件收缩受到阻碍，拉应力和变形主要集中在液膜上，使液膜被拉长，当应力足够大时，液膜开裂形成晶间裂纹。

目前比较主流的原因是：液膜的存在是形成热裂的主要原因，铸件收缩受阻是形成热裂的必要条件；主要集中作用于晶间液膜上，使液膜开裂。

冷裂是由于模具温度低，外表面将凝固成一个薄的固态壳层。

内部未凝固的金属液受压力直接作用于刚凝固的外表壳层上，使其受拉应力，而这个外表固态壳层是凝固时间不长、内部又受到高温液体加热的高温层，其边缘温度处在液固两相的临界温度上，根据液膜理论，从而使其形成裂纹源，在冷却过程中，受拉应力作用，不断生长，最终将成为裂纹内外轮缘裂纹，严格来讲不属于铸造裂纹范畴；在铸造过程中内外轮缘作为产品延伸率最佳区域，极少出现铸造裂纹。

经常出现在汽车行驶几万公里后，主要成形原因为疲劳或外力作用开裂。