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客车直拉杆断裂分析

2011-6-27 17:32| 发布者: wangxiaoling| 查看: 3238| 评论: 0

摘要: 孙明正1,王晓京2,梁德玉2 (1.上海材料研究所,上海 200437;2.歌美飒风电(天津)有限责任公司,天津 300384) 摘 要:通过宏观检验、化学成分分析、断口分析以及金相检验,对客车直拉杆断裂的原因进行了分析。结果 ...

孙明正1,王晓京2,梁德玉2

1.上海材料研究所,上海 2004372.歌美飒风电(天津)有限责任公司,天津 300384

  :通过宏观检验、化学成分分析、断口分析以及金相检验,对客车直拉杆断裂的原因进行了分析。结果表明:直拉杆的146°弯处在使用前存在微裂纹,在客车行驶过程中该直拉杆受交变应力的作用,微裂纹以疲劳的方式扩展,当扩展到一定程度,剩余截面不能承受外力作用时发生断裂。

关键词:客车;直拉杆;交变应力;疲劳;微裂纹

中图分类号:U463.45    文献标志码:B    文章编号:1001-4012201105-0318-03

 

某客车在行驶中其直拉杆发生断裂。该客车行驶1a(年)左右,直拉杆在行驶中受拉力和压力作用。按照GB/T 8162-1999[1],直拉杆采用结构用无缝钢管,材料为35钢。为查找直拉杆断裂的原因,避免类似事故的再次发生,笔者对该断裂直拉杆进行了理化检验和分析。

1 理化检验

1.1 宏观检验

断裂直拉杆的宏观形貌见图1,根据直拉杆的零件图纸可判断断裂位置在146°弯处。图2为断口的宏观形貌,可见裂纹源位于弯管内侧的外表面,裂纹源区有明显的氧化色。图3为断口的侧面的宏观形貌,可见此处存在环状的微裂纹。

1.2 化学成分分析

在断裂直拉杆上取样进行化学成分分析,结果见表1,可见符合GB/T 699-1999[2]35钢成分的要求。

1.3 力学性能测试

在断裂直拉杆轴向上取一根全尺寸拉伸试样进行力学性能测试,结果见表2,可见符合GB/T 8162-199935钢的要求。

1.4 断口分析

截取断口试样经清洗后置于扫描电镜下观察,图4为裂纹源区的形貌,可见具有台阶特征;图5为裂纹扩展区的形貌,可见具有疲劳特征;图6为最后瞬断区的形貌,可见具有准解理特征。

1.5 金相检验

从图3所示的裂纹源区截取断口剖面试样,经镶嵌及磨抛后置于光学显微镜下观察,可见断口剖面凹凸不平,存在明显的二次裂纹,并且在断面可见氧化特征,见图7;垂直于图3所示的微裂纹处取样,在剖面上可见长短不一的裂纹,最深裂纹深度为1.76mm,裂纹内可见明显的氧化特征,见图8;化学侵蚀后观察该处的显微组织为珠光体+铁素体,见图9;直拉杆基体的显微组织为珠光体+铁素体,见图10

2    分析与讨论

该直拉杆的化学成分和力学性能均符合标准对35钢的技术要求;断口分析可见裂纹源位于直拉杆的146°弯处内侧的外表面,裂纹源区具有明显的氧化特征,裂纹以疲劳的方式扩展,最后以准解理的形式断裂;由金相检验可知,图3中箭头所指的微裂纹处的剖面上可见氧化特征,且在断口下方可见与断口平行的多条裂纹,裂纹最大深度为1.76mm,裂纹内部充满氧化物,据此可以判断直拉杆146°弯处在使用前存在微裂纹。

3    结论

直拉杆的146°弯处在使用前存在微裂纹,在汽车行驶的过程中该直拉杆受交变应力的作用,微裂纹以疲劳的方式扩展,当扩展到一定程度,剩余截面不能承受外力作用时发生断裂。

 

参考文献:

[1]GB/T 8162-1999 结构用无缝钢管[S].

[2]GB/T 699-1999 优质碳素结构钢[S].

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