油画厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
油画厂家
热门搜索:
技术资讯
当前位置:首页 > 技术资讯

某型柴油机第三缸活塞裙出现裂纹原因分析《资讯》

发布时间:2020-08-17 14:10:50 阅读: 来源:油画厂家

2017-04-17 17:19:25来源:武琳琳

我公司某型柴油机,在运行7305h后,发现第三缸活塞裙出现裂纹。为查找开裂原因,我们将该活塞裙本体解剖,分别从化学成分、力学性能、低倍组织、断口宏观形貌、断口显微组织方面进行了全面分析、判断。

1.活塞裙技术要求

我公司活塞裙为模锻件,所用材料为4032,材料交货状态为T6(固溶热处理),材料化学成分符合GB/T3190,生产工艺过程为:锻造→固溶化→人工时效→机加。

活塞裙经锻造、固溶、人工时效后需达到力学性能为:HBS=100~125(10/1000),σb≥280MPa,δ5≥1%。另外,四分之剖面的低倍组织不允许有偏析、裂纹、气孔、夹杂物的缺陷,金属流向方向大致沿锻件外形轮廓分布,不允许有穿流、折叠;拉伸试样端头处取样,用100倍或400被的显微镜检查,不允许有夹杂物、偏析、过烧等有害缺陷。

2.发现裂纹过程

图1是送检的活塞裙照片,从照片中可见明显的裂纹,并且沿活塞外径横向扩展,超过活塞外径的1/4,穿透活塞壁厚。图2是内腔的裂纹形貌,裂纹经过活塞销孔、并沿销孔由里向外延伸。图3是用外力将活塞裙沿裂纹打开的照片,目的是对裂纹断口形貌进行分析。图4是将活塞裙沿互相垂直的中心线解剖的照片;目的是对活塞裙力学性能及低倍纤维流线进行试验分析。

(1)对活塞裙化学成分进行检验,材料4032 GB/T3190,检验结果如表1所示。

(3)对低倍组织进行检验、对断口进行分析。从图5观察得出:金属纤维流向方向大致沿锻件外形轮廓分布,无穿流、折叠现象,低倍组织正常;从图6观察得出:活塞裙裂纹起始端位于小油孔和活塞销油槽形成的尖角部位,断口形貌中未见明显的塑性变形,宏观可见典型的疲劳条带,疲劳弧线中心指向油孔尖角处;图7是活塞裙外表面裂纹末端形貌,从形貌中观察得出:断口中部可见疲劳条带,接近自由表面的瞬断区可见失稳跳跃棱线。图8是疲劳源区的油孔尖角处正面宏观形态,从宏观形态观察得出:油孔尖角处可见未清理的毛刺飞边及毛刺上的原始裂纹。从图9观察得出:断口扩展区形貌以解理形貌为主。

(4)将断口置于光学显微镜下观察,对纤维组织进行分析。图10是金相试样在光学显微镜下的照片显示,从照片中可以看出显微组织为:α+(α+Si)+强化相及杂质相,显微组织正常,未见冶金及热处理缺陷。图11是断面试样置于扫描电镜下的照片显示,从照片中可以看出:断口起源位于油孔加工尖角处。图12是断口起裂源区形貌,可以看出断口最后断裂区形貌以韧窝形貌为主。

3.结果与分析

(1)检验结果分析

化学成分分析结果表明:活塞裙的化学成分符合GB/T3190中材料4032的要求。活塞裙力学性能符合产品设计的要求。金相组织和低倍组织正常,未见冶金、热处理及锻造缺陷。裂纹起源于活塞裙油孔与活塞销孔油槽截交的锐角表面,裂纹整体沿活塞裙横向、由里向外延伸扩展,为典型的疲劳裂纹。

(2)开裂原因分析

活塞裙在机加工后,油孔和活塞销孔的油槽形成锐角,并残留有未清理的毛刺,并且卷曲的毛刺上可见诸多原始裂纹,这些裂纹在活塞裙运行过程中使塞裙疲劳开裂。具体开裂过程分析如下所述:

尖锐的边部是应力集中部位,细小的裂纹在应力集中部位受外力作用,致使尖锐的边部成为疲劳源区;疲劳源区对缺口的敏感性很高,最终缺口(裂纹)在应力集中状态下延伸散发,导致活塞裙开裂。

裂纹是由油孔部位锐角边上未清理的毛刺引起的疲劳裂纹,因此我们在实际生产过程中,应该在每道工序开始之前作好零件清理工作,例如活塞裙应该在锻造、热处理、机加工、装配的每道工序开始之前检查零件表面有无凹坑、裂纹、毛刺等缺陷,如果有则应进行清理才可进入下道工序,避免缺陷在后续生产或使用中扩大而导致零件报废。

环保涂料芬琳漆

环保漆品牌

国产芬琳漆质量怎么样?

相关阅读