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    四川省失效分析中心---汽车缸盆开裂原因分析

    四川省失效分析中心---汽车缸盆开裂原因分析

    更新时间:2019-11-19   浏览数:188
    所属行业:商务服务
    发货地址:四川省成都高新区  
    产品规格:汽车缸盆开裂原因分析
    产品数量:1.00次
    包装说明:汽车缸盆开裂原因分析
    单 价:1.00 元/次

    一、  概述

    送检试样是一个断裂的皮带轮,外观见图1。皮带轮中间有个凸台,凸台上的整个带孔圆盖面正好在凸台转角处断裂,形成一个圆周断面。在开裂的圆周上,发现有两处裂纹,一处已经错位开裂,一处未开裂。错位的裂纹一处裂纹形貌见图2。两件匹配断口的断面上大部分区域已经严重磨损,局部区域还有严重的塑形变形。

    随后进行了取样分析。错开的裂纹位置(编号为1#试样)和未错开的裂纹位置(编号为2#试样)截取电镜分析样品,并从带孔的圆盖对应位置,截取了一件试样(编号为3#试样)。

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    1    断裂试样的外观

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    2   开裂的裂纹形貌和断口上的严重塑形变形

    二、  体视显微镜分析

    1#2#以及3#试样置于体视显微镜下观察。1#试样的断口形貌见图3~5。裂纹断口面上有明显的疲劳纹痕迹,裂纹断口上的裂纹源起源于凸台转角位置的外侧壁上的损伤区域,在图4中可以见疲劳断口起源于损伤区域位置的表面裂纹,图中白色箭头表明了裂纹的扩展方向。2#试样的断口形貌见图67,与1#试样的观察结果类似。

    3#试样圆周断口面的形貌见图8。照片上部为凸台外侧壁,下部为凸台内侧壁。对应于1#试样的裂纹源位置凸台外侧壁上有严重的表面缺陷,但从3#试样断口上可以看出,圆周断面的开裂是从内侧壁开始的脆性断裂,图中白圈位置。


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    3    1#试样裂纹断口面形貌 

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    4   3之局部放大

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    裂纹断口面与圆周断口面源 

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    圆周断口面凸台外侧壁

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    7    2#试样裂纹断口面形貌

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    8   7之局部放大

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    9   3#试样圆周断口面上的形貌

    三、  扫描电镜分析

    1#2#以及3#试样置于体视显微镜下观察。图1011显示的是1#试样上的裂纹断面上的疲劳纹和解理断口形貌。图12显示的是2#试样上的裂纹断面上的裂纹源形貌,图1314分别显示的是2#试样上的裂纹断面上的疲劳纹和解理断口。图15显示的是3#试样上内侧壁上的裂纹源形貌,图1617显示的是3#试样凸台外侧壁上的缺陷形貌,这些缺陷位置未见挤压痕迹,还存在沿晶断口形貌。

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    10  1#试样上裂纹断口面的疲劳纹形貌

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    11  1#试样上裂纹断口面的断口特征形貌

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    12  2#试样上裂纹断口面的断裂源形貌

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    13  2#试样上裂纹断口面上的疲劳纹形貌

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    14  2#试样上裂纹断口面的断口特征形貌

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    15  3#试样上圆周断面上的断口形貌

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    16  3#试样凸台外侧壁上的缺陷形貌

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    17  16的局部放大

    四、  断口分析

    圆周断面上,有很多撕裂棱,多数断口面没有缩颈,见图2。由此可以判断,圆周断面上为多源脆性断裂。断裂源均位于凸台的内弧面。

    根据断裂源寻找的的T型法,可以判断最早的断裂源位于错开位置大的位置。在该位置的裂纹断面上,存在明显的疲劳纹。断裂起源于凸台的外弧面上的缺陷区,缺陷区在圆周断面上具有沿晶断口特征。

    疲劳断口和脆性断口同时存在时,疲劳断裂首先发生,因为脆性断裂先发生,则应力就会立即释放,开裂、变形一旦发生,疲劳裂纹扩展需要的时间因素就不复存在。

    因此可知,在凸台外侧壁上的裂纹萌生后,进行了疲劳扩展,当裂纹扩展至孔的位置后,皮带轮发生了变形失圆,变形失圆产生的较大的应力条件,导致了凸台上的圆盖面发生了沿圆周方向上的断裂。