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輥軸廠家教你怎麽進行輥軸檢測分析?

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輥軸廠家教你怎麽進行輥軸檢測分析?

發布日期:2019-05-11 作者: 點擊:

輥軸廠家教你怎麽進行輥軸檢測分析?

1、斷口宏、微觀形貌分析
斷裂輥軸的斷口比較平齊,無明顯塑性變形痕跡,宏觀形貌呈脆性斷裂形貌特征。通過斷口上放射狀棱線特征可溯源斷裂啟始部位位於(1/2)R區域的2個凹坑及其周邊平滑區域。
為進一步了解斷裂模式及成因,利用掃描電子顯微鏡(SEM)對輥軸原始斷口及其附近人工斷口的微觀形貌特征進行觀察分析。結果表明:輥軸原始斷口以解理斷裂特征為主,與宏觀斷口小刻麵特征具有很好的對應關係;輥軸原始斷口附近人工新斷口也以解理斷裂特征為主,說明該斷裂輥軸材質處於脆性狀態。綜合輥軸宏、微觀斷口形貌特征,可以確定輥軸斷裂模式為脆性解理斷裂。
另外,在輥軸(1/2)R處截取橫向折斷試樣,縱向斷口呈典型小刻麵狀,未發現“白點”等缺陷特征。由此可以排除發生第一類氫脆可能性。
2、力學特性檢測
在輥軸(1/2)R處圓線上4等分部位截取縱向力學拉伸和衝擊性能試樣,取樣編號分別為A,B,C和D;在輥軸外圓表麵截取硬度試樣。檢測結果表明,輥軸硬度檢測值符合技術要求,但衝擊性能明顯偏低,說明輥軸處於比較嚴重的脆性狀態。


3、化學成分分析
在輥軸斷口附近常規取樣進行化學成分分析。分析結果表明:輥軸的化學成分檢測結果符合GB/T3077—1999《合金結構鋼技術條件》的技術要求。
在輥軸(1/2)R處部位和原始斷口凹坑附近區域分別取樣進行氫(H)含量分析。結果表明:輥軸基體氫的質量分數為(1.3~1.7)×10-6;在原始斷口凹坑附近取樣進行檢測所得氫的質量分數為(11,9.0,3.0,1.5,0.4)×10-6,說明氫含量在斷口及其附近區域分布非常不均勻,局部存在氫含量嚴重偏高現象。
4、金相觀察與分析
對輥軸縱截麵(1/2)R部位取樣進行非金屬夾雜物檢測。非金屬夾雜物為A類(硫化物類)夾雜物小於0.5級,C類(矽酸鹽類)夾雜物細係0.5級,D類(球狀氧化物類)夾雜物細係1級,未見B類(氧化鋁類)和DS類(單顆粒球狀類)夾雜物。
對輥軸橫截麵各部位金相組織和顯微晶粒度進行分析。結果表明:輥軸外邊緣以索氏體組織為主;輥軸中部和心部以珠光體和鐵素體組織為主。輥軸邊緣、中部和心部晶粒度均在8.0級左右。

5、縱向殘餘應力測定

沿輥軸軸線和(1/2)R部位分別截取縱向試樣,對試樣進行研磨和電解拋光,利用X射線應力分析儀對輥軸軸線和(1/2)R部位縱向殘餘應力進行測定。
輥軸軸線方向殘餘應力值穩定在40~50MPa,為拉應力;(1/2)R部位縱向殘餘應力值也存在與軸向相同的趨勢。需要說明的是:輥軸軸線方向殘餘應力測定樣存在明顯微裂紋,說明內應力已經有所釋放,故所測殘餘應力值較低;而(1/2)R部位縱向殘餘應力測定樣無明顯微裂紋。
6、基體微裂紋斷口觀察分析
針對輥軸橫向微裂紋斷口進行觀察分析。在微裂紋部位截取試樣,將試樣沿微裂紋麵拉斷後對該斷口進行宏、微觀形貌觀察。結果表明,輥軸橫向微裂紋宏觀斷口上存在類似“魚眼”狀特征。其微觀特征是“魚眼”周邊呈韌窩狀特征,“魚眼”中間區域存在顯微孔洞並環繞晶粒,孔洞內表麵處於自由狀態,呈氣孔特征(;氣孔內部還含有Mn,S和Ti等,這是由於輥軸在冶煉和澆注時中未能有效除掉氫等氣體和夾雜物所造成的顯微缺陷。
7、模擬去氫退火試驗及結果分析

在輥軸(1/2)R處圓線上2等分部位截取縱向試樣,取樣編號為AB和CD。分別在650,840,1100℃進行以去氫為目的的退(回)火熱處理:
1)當溫度升高到840℃進行完全退火(即等溫退火)時,基體氫的質量分數從(1.3~1.7)×10-6降至(0.1~0.2)×10-6,顯微組織和斷裂性質無明顯改變,但衝擊韌性明顯提高了10~15J。說明有效的去氫退火工藝會促使氫從輥軸材質中釋放出來,使輥軸材質韌性有所提高;同時也說明固溶在基體中的氫對輥軸脆性解理開裂起到了一定的促進作用。
2)CD樣衝擊性能提高幅度略次於AB樣,這與輥軸中氫含量分布不均勻有關。

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