汽车轴断裂

jkg851225

这个是汽车曲轴起裂区的金相和断口扫描图片，曲轴加工好，安装好，未经使用便断裂，期望老师们能帮我分析下是怎么回事，是不是有过热和枝晶的出现？谢谢大家
有些部位是明显沿晶断，希望帮分析下啊，有没有过烧的现象？

天涯浪子

调质没有调好，存在屈氏体和较多的块和条状铁素体，调质组织只有五级。强度不足而断裂

txljh8

曲轴断裂失效分析不仅从金相方面，还要综合展开其它方面工作如材料、化学成分、铸造锻造热处理等状态、工艺流程。。。
本版夏版主是失效分析方面的行家，具体如何做夏工肯定会有很好的建议。

liusong990784

二次回火致脆的问题要考虑一下，好象沿晶晶界处有韧窝形貌存在

jkg851225

这个材料是42CrMo，经过调质处理、机加工，安装后未经使用便断裂，。

hotblood62

淬火不透，回火不足。轴局部的内应力过大产生断裂

jkg851225

谢谢大家的意见啊，我会认真总结的

范达

调质前组织不正常,心部有网状F,调质后出现托氏体和F,表明热处理过程失控,.呈解理断裂特性,部分晶界疏松.建议先分析成分,再查热加工工艺参数和过程控制.

黎定旺

存在屈氏体和较多的块和条状铁素体

ccfx99

曲轴加工好，安装好，未经使用便断裂，主要是回火不足，内应力过大，建议楼主将宏观照片发上来，包括宏观断口

wahg

这些都有只是局部的放大照片，用于分析裂纹的扩展和非正常组织。LZ有断口部分的宏观形貌照片吗？此件在未使用前就已断裂，应首先排除材料缺陷或其它原因直接导致断裂。

刘明海

应该是在调质所产生的原因吧，强度不够的主要原因之一

gtn1314

不知道断口分析是断裂后立即进行还是过了一段时间再进行？现场环境对断口有无腐蚀？
断裂后是否立即进行了宏观断口照相？当时断口有没有观察到颜色异常？
之所以这样问，是因为4-27#等断口图片有明显腐蚀痕迹。
没有使用就已经断裂，一个可能如内应力过大，但是在回火后曲轴应该还会进行机加工，所以离淬回火已经有一段时间了，表现应该是延迟断裂，依据断面局部有沿晶特征，倒也不妨怀疑氢脆的可能性。如果曲轴经过锻造，且锻造温度偏高的话，还是有氢脆的可能性的，金相图片显示组织也是有过热嫌疑的。氢脆的另一判断方法是断裂后立即检查断面含氢量，越快越好。
另一个可能性就是先期曲轴已经存在工艺裂纹，装配应力导致裂纹扩展从而断裂，这种情况应该表现为断面有颜色异常，断口扫描电镜图局部有腐蚀，如果不是样品保存不慎造成，还是具有这种可能性的，例如锻造过程终锻温度过低导致工件开裂。当然如果工件使用前经过严格的探伤，应该可以凭排除这种可能性。
至于强度不足，失效应该表现在服役过程，而楼主未使用就导致曲轴断裂，强度应该不至于如此不足，似乎这种推断有些牵强哦。
断裂失效分析虽说重在断口，其他的诸如力学计算，与设计图纸、规定工艺流程、相关性能的相合性检验，甚至是计算机建模进行模拟仿真也是不可缺少的，这样分析才能全面周到。
失效样品具有唯一性，只有楼主最熟悉工件的前后过程，并可做详细分析，其他人的推测终究是很难准确判断的，希望能看到楼主的详细分析过程，并得到最终倾向性结论。

本人未进行过较大轴类工件的断裂失效分析，所以推测难免粗浅，抛砖引玉，望各位专家指正！

zHANG_999567

回复 13# gtn1314
含氢哪里有检测的？国标对很多材料没有含氢的允许范围，该如何判决是否超标呢？

q108

回复 1# jkg851225


   我觉得是由于热处理过程中温度过高或者保温时间过长原因如下：
1  热处理组织比较粗大，有过热的倾向
2 扫面电镜中观察可知 里面的小球应该是氧化物，可以打下能谱应该就是氧和铁，同时典型的沿晶断裂，至于好多沿晶界的白色物质有可能是氢致断裂。

jkg851225

谢谢大家的留言和意见，真的很受启发。对断口进行扫描发现，在断口中部裂纹起源区，有冶金缺陷，有疏松和枝晶现象，并在断口中有少量氧化龟裂现象，所以应该是有原材料缺陷的原因，并且在锻造的过程中，这些缺陷形成裂纹并与大气相通，在高温作用下发生氧化，也就是在锻造后，热处理与机加工之前轴内已经有裂纹缺陷了。关键是我觉得这些还不足以说明车轴自然断裂的现象。在对轴进行金相分析，组织很不正常，过烧现象不是很明显，但是明显感觉至少应该有过热现象，因为晶粒比较粗大，并且经过调质后铁素体针还是很长。而且对组织具体是什么我还不敢很肯定，我觉得应该是铁素体加屈氏体和上贝氏体，不知道对不对，还望老师们进一步指教啊。

jkg851225

后来在进一步对试样进行晶界腐蚀后，观察到晶界处有很多颗粒状物质，推测应该是碳化物在晶界处的析出，假如是这样子的话，再加上组织中有很多的铁素体的出现，推测或许是在调质过程中，温度过高，碳化物固溶，后来冷却速度较慢，碳化物在晶界处脱溶并且析出铁素体，不知道这样的推测是否正确。因为本人还是在校学生，但对失效分析确实很感兴趣，帮着老师做的一个小课题，老师把这件事交给了我，我想尽量把它做好，期望着老师们多多给我意见啊。

motion_0576

1  沿晶断口就应该是局部严重过热的特征，也即：MnS沿晶析出。不能通过正火加以消除。
2  不知曲轴锻造加热方式是：油？天然气？反射炉？还是其他？现场温度控制过程对于问题的分析解决很重要。
3  我刚接触到42CrMoH齿轮毛坯锻造加热轻微过烧，晶界明显粗化，用过饱和苦味酸+Fe2Cl浸蚀后，显示出锻造加热原A晶界和淬火加热A晶界。大晶粒套小晶粒。明天上班后把照片附上。

jkg851225

好的，谢谢18楼的老师。

gtn1314

回复 14# zHANG_999567 [/b

北京中航失效分析中心、华东上海材料研究所等大型失效分析中心应该都有，具体可以前去咨询。
这项分析一向争议较大，断裂后立即分析和等待一段时间后再分析，数据相差很远，这可能也是无法有国标规定的原因之一。