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利用蔡司扫描电镜分析20CrMnTiH2太阳轮失效齿淬火裂纹疲劳剥落

2014-4-28 15:56| 发布者: 娜美| 查看: 3203| 评论: 0|来自: 中国材料显微镜网

摘要: 利用蔡司扫描电镜分析20CrMnTiH2太阳轮失效齿淬火裂纹疲劳剥落概况装载机驱动桥减速器太阳轮在使用中发生断齿失效,这个太阳轮齿轮钢种为20CrMnTiH2,经920℃渗碳860℃淬火处理。使用蔡司EVO 18扫描电镜和牛津X-Max 2 ...

利用蔡司扫描电镜分析20CrMnTiH2太阳轮失效齿淬火裂纹疲劳剥落

 

概况

装载机驱动桥减速器太阳轮在使用中发生断齿失效,这个太阳轮齿轮钢种为20CrMnTiH2,920渗碳860淬火处理。使用蔡司EVO 18扫描电镜和牛津 X-Max 20X射线能谱仪对断口进行观察与分析,结果如下:

微观特征:

20CrMnTiH2太阳轮失效齿断口形貌


20CrMnTiH2太阳轮失效齿剥落断口表面疲劳扩展辉文形貌


3  20CrMnTiH2太阳轮失效齿剥落断口表面疲劳扩展辉纹放大30倍形貌


4  20CrMnTiH2太阳轮失效齿剥落断口表面疲劳扩展辉纹放大500倍形貌

表面疲劳扩展辉纹在扩展中受到上下两个面的严重磨损,便面十分光滑,已经失去原有的断裂特征。


    

5  20CrMnTiH2太阳轮失效齿剥落断口的边界出现的即将剥落的二次裂纹形貌。


6  20CrMnTiH2太阳轮失效齿剥落断口的边界出现的即将剥落的二次裂纹形貌。


    

7  20CrMnTiH2太阳轮失效齿裂纹源淬火裂纹沿晶断裂形貌。


    

8  20CrMnTiH2太阳轮失效齿裂纹源淬火裂纹沿晶断裂放大形貌。


9  20CrMnTiH2太阳轮失效齿裂纹源淬火裂纹沿晶断裂放大1500倍形貌。


分析判断

在齿的侧面出现接触疲劳裂纹扩展造成的密集分布的金属剥落坑,形成点蚀,在其右面有一表面光滑的大面积剥落坑。在剥落坑的背面出现明显的塑性变形失效,是在重载荷作用下表面屈服所造成的表面变形特征。

剥落坑表面疲劳扩展辉纹在扩展中受到上下两个面的严重磨损,使得剥落坑面十分光滑,已经失去原有的断裂特征。

1-7至图1-9 是产生此次疲劳剥落的太阳轮失效齿的裂纹源,裂纹源在齿的顶部,在裂纹源处呈现淬火裂纹沿晶断裂形貌,且在沿晶断口上分布较多的二次裂纹。

齿顶部的淬火裂纹是导致接触疲劳裂纹剥落的直接原因。

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