求助5Cr9Si3气门杆断裂原因分析？

gtn1314

某5Cr9Si3制柴油机气门杆上机试验20H左右发生断裂，气门管同时断裂。热处理工艺为调质处理，硬度要求35～42HRC，表面镀Cr，实测约0.010mm。宏观断口照片如下：

请分析断裂机理及断裂可能原因。

杨青海

做个金相出来看看!我认为有俩原因:
1,材料本身有问题
2,从断口看来是脆断,晶粒有偏粗的迹象...
期望高手来解答

gtn1314

拿到样品后，做了扫描电镜断口观察，相关图片如下：

ZX771

回复 1# gtn1314
从断口观察断裂机理为外圆表面初生裂纹逐步扩展，最终在截面剩余的1/2部分瞬件断裂。裂纹扩展区可见清晰的疲劳纹迹（回止线），断裂原因仅看断口照片还无法明了。

狂龙

请分析断裂机理及断裂可能原因。
该断裂属于疲劳断裂，因为疲劳断裂的断口总是存在一个磨光区和一个表示脆断的毛糙粗粒状区。这从图片上可以看出。
断裂机理：该零件是在一定大小的交变应力反复作用多次以后发生的。在应力最大及材料最薄弱的部位（如内部的缺陷。表面的伤痕等）开始出现极微细裂缝，这裂缝在交变应力的反复作用下将不断扩展，从而使零件的有效截面不断减小，以致最后承受不住外力的作用，在偶然的震动或冲击下发生突然脆性断裂。。在最后断裂之前，裂缝两面的材料由于交变应力的作用而反复挤压摩擦，形成了一个平滑的磨光区域。

gtn1314

瞬时断裂区也看了一下，图片如下：

jiey

我认为不会是脆断，它硬度不是很高啊，属于正常

gtn1314

回复 4# ZX771
断裂总体应定性为多源性低周疲劳断裂，断口附近无明显塑性变形，电镜图片也上了，请高工祥察。

gtn1314

回复 5# 狂龙


    专家高手终于上场，谢谢回复，请看看电镜图片，然后再给点线索？

gtn1314

回复 7# jiey

机理属于是疲劳断裂，宏观断口图片下方有疲劳纹，一条一条的就是。

狂龙

断裂可能原因：1材料内部缺陷  2零件表面伤痕

kp007

回复 2# 杨青海


    金相组织良好无异常！

gtn1314

回复 11# 狂龙

几乎所有的疲劳源都做了能谱分析，都没有发现明显的沿晶杂质、夹杂物等冶金缺陷。
金相组织也未见异常。

gtn1314

回复 2# 杨青海

专家，上了电镜照片，疲劳源能谱分析未见明显夹杂。
金相未见异常，未见明显大块夹杂物。

gtn1314

回复 11# 狂龙

零件表面镀铬，有伤痕是非常容易发现的。仔细观察也没有看见刀痕。

离别钩

从断口看来，我认为是原始表面微裂纹引起，楼主的照片看起来是杆部断裂，而气门整体盘底断裂的可能性更大。还有这个材料在作气门时我以前遇到的要求是29-33，楼主的客户要求的硬度是否过高？组织上好像有回火不充分的迹象

gtn1314

回复 16# 离别钩

这起断裂就断了气门杆和导管，所以有些怪，金相分析，表面未见微裂纹。
这是一起配合件一起断裂，我的看法是要分清首断件，有没有可能是气门导管缺陷导致气门杆断裂？因为我没有拿到导管。

gtn1314

这是其中一个疲劳起源，有明显遭撞击痕迹，高手们如何看？

lvjian923

这个和我那个汽车零件相似之处还蛮多呢，学习了你们分析问题的思路和办法

sysmith

回复 18# gtn1314
这个是断后撞的，瞬断区以沿晶为主，组织正常吗？杆表面是精磨后镀铬的吗？装配垂直度如何，是否可能有附加的弯曲应力？