分享驱动轮轴损坏的原因

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摘要型拖拉机传动轴在感应淬火后找正过程中发生损伤，采用目视观察、金相检验、热蚀检测等方法分析损伤原因。结果发现，传动轴在锻造过程中局部过度烧伤，材料的强度和塑性显着降低，并且在施加过大的外力时导致零件损坏。

关键词传动轴、锻造、过烧、破损

CLC分类号TB31、TG1152文档识别码B项目号1001-4012202304-0029-02

某型号拖拉机的传动轴在感应淬火后对中时断裂。传动轴材质为42CrMo钢，加工工艺为棒料锻造调质机械加工感应热处理矫直。整个驱动轮轴经过调质处理，硬度达到262~302HB，外表面进行感应淬火，感应淬火后硬度为50~57HRC，淬硬层深度为7~9mm。

笔者采用一系列物理、化学测试方法分析传动轴损坏的原因，以防止此类事故再次发生。

1理化测试

11目视观察

驱动轮轴断裂处没有明显的塑性变形，断裂边缘较光滑，中心较粗糙。断口宏观形貌如图1所示。

12扫描电镜分析

采用ZEISSEVO18扫描电镜SEM对驱动轮轴断裂中心进行观察，断裂中心出现沿晶熔化特征，如图2所示。在元件加热过程中，温度过高，元件会过度燃烧。过度烧成会造成晶界溶解、晶界裂纹等不可去除的缺陷，严重降低材料的塑性和强度[1-2]。

13金相检验

将驱动轮轴断裂部分沿轴线切削，抛光、腐蚀后用光学显微镜观察显微组织。可以看出，断口中心的显微组织由回火索氏体组成，因此未发现异常组织（见图3）。如图4所示，整个横截面有许多黑色网状裂纹。黑色网络裂纹是磷、硫等元素在过高的燃烧温度下在材料晶界处积累而留下的痕迹，这些结构的影响在后续的热处理过程中无法消除[3-6]。

从驱动轮轴的未锻造、调质部分采集样品并在光学显微镜下观察，可以看出样品为正常回火索氏体，如图5所示。

14硬度测试

测试驱动轮轴芯部硬度采用HB-3000B布氏硬度计。采用HR-150G型高精度洛氏硬度计测试驱动轮轴表面硬度，结果如表1所示。

15热酸蚀试验

从失效驱动轮轴的非锻造强化部分取样，并进行热酸腐蚀测试。热酸蚀后轴的宏观形貌如图6所示。

2综合分析

失效中心SEM形貌显示，驱动桥的失效中心存在明显的自由晶面和一些晶界熔化形成的孔洞，表明该零件在运行过程中因加热温度过高而过度烧毁。生产过程。

金相检验结果发现，在垂直于驱动轮轴断口的整个横截面上存在多处黑色网状裂纹，表明该区域发生了高温过烧。在传动轴加工过程中，只有锻造、淬火和回火两个工序对整个零件进行加热，因此存在芯部结构过度烧毁的可能性。

金相检验结果表明，断口及非锻造调质件的金相组织为普通回火索氏体。热酸蚀结果显示，传动轴非锻造调质件没有黑色网状裂纹和孔洞，这都表明传动轴在调质过程中没有被过度烧伤。

最终确定传动轴在调质热处理过程中不存在尺寸不足的情况，并结合传动轴加工工艺确定在锻造过程中传动轴存在部分尺寸不足的情况。

3结论

锻造过程中，传动轴局部过度烧伤，降低了材料的塑性和强度，在校直应力的作用下，传动轴产生裂纹。为了防止这种现象再次发生，建议在锻造过程中严格控制加热温度和保温时间。

第章

[1]金属工业部钢铁研究所合金钢断裂分析金相图[M]北京科学技术出版社，1979

[2]王广生，史康才，周金根，金属热处理缺陷分析及案例[M]北京机械工业出版社，2007

[3]崔光雷，李超，颜平.34CrNiMo6钢过热过烧断裂研究[J]包头职业技术大学学报，2021，223:32-35

[4]林志明对钢材过热过烧破坏的新观察[J]理化检验，物理卷，1981，175:2-7

[5]高东红，张伟.应用超声波缺陷检测技术检测转向节过热过热缺陷[J]汽车技术与材料，20208:18-23

[6]张静江，徐勇汽车稳定杆头销断裂失效分析[J]理化检验物理卷，2005年补充材料1:173-175

LT;文章来源>>材料与测试网GT；期刊文章>>理化测试-物理卷>>第59卷>>第4期第29-30页>>

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