鍛坯質(zhì)量對斷裂失效的影響

化學(xué)元素對斷裂失效的影響

軸桿件鍛坯中主要有害元素有硫、磷、氧等，因此應(yīng)注意控制其含量，否則會直接影響軸桿件的力學(xué)性能。

磷是鍛坯中有害元素之一，主要溶于鐵素體起強(qiáng)化作用。

磷含量增加，鋼材的強(qiáng)度、硬度提高，而塑性和韌性顯著下降。

硫呈非金屬硫化物、夾雜物存在于鍛坯中，降低鍛坯的各種機(jī)械性能。

由于硫化物熔點(diǎn)低，使鍛坯在后續(xù)熱處理過程中造成晶粒分離，引起鍛坯開裂，形成熱脆現(xiàn)象。

硫使鍛坯的沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性降低。

氧主要存在于非金屬夾雜物中，少量熔于鐵素體內(nèi)。

非金屬夾雜物降低鍛坯的機(jī)械性能，特別是韌性。

冶金缺陷對斷裂失效的影響

軸桿件鍛坯中冶金缺陷的增多，在晶界上會存在明顯的雜質(zhì)元素偏聚和嚴(yán)重的非金屬夾雜物及金屬夾雜物，破壞了基體組織的連續(xù)性，降低了金屬間的結(jié)合力。

在外力的作用下，夾雜物和母材的變形能力不同引起塑性變形不一致，致使夾雜物沿最大主應(yīng)力方向與基體界面分離，使這些區(qū)域應(yīng)力集中，成為潛在的微裂紋源。

過渡圓角處加工質(zhì)量對斷裂失效的影響

在軸桿件斷裂失效原因分析時發(fā)現(xiàn)，絕大部分?jǐn)嗔寻l(fā)生在過渡圓角處。

這一結(jié)果從不同角度證明了軸桿件斷裂失效與過渡圓角及其加工質(zhì)量高度相關(guān)。

圓角過小、圓角加工粗糙、圓弧連接起臺等是軸桿件在過渡圓角處斷裂失效的主要原因。

特別是刀痕的存在，在軸桿件運(yùn)轉(zhuǎn)過程中極易成為疲勞裂紋源。

熱處理工藝執(zhí)行對斷裂失效的影響

在調(diào)質(zhì)時，如果軸桿件加熱時間過短，調(diào)質(zhì)后芯部組織為片狀索氏體和鐵素體，其中鐵素體含量較多。

原因由于軸桿件加熱時間較短，芯部組織未能完全奧氏體化造成鐵素體含量超標(biāo)，而鐵素體含量較多，將會降低強(qiáng)度，容易導(dǎo)致軸桿件在惡劣工況下的斷裂失效。

中頻淬火后（未及時回火），軸桿件表面組織主要為黑色淬火馬氏體，馬氏體組織細(xì)小均勻。

但淬火馬氏體脆性較高，殘余應(yīng)力較大。

桿件易在長期沖擊載荷工況下產(chǎn)生微裂紋和疲勞裂紋，最終導(dǎo)致軸桿件的斷裂失效。

以下熱處理因素也會導(dǎo)致軸桿件的斷裂失效：淬硬層深度及分布不均勻；正火加熱和冷卻方式不當(dāng)；溫度過高，加熱時間太長；溫度過低，加熱時間太短，造成淬火組織過熱或欠執(zhí)感應(yīng)淬火的熱影響導(dǎo)致曲軸曲柄頸和立柱退刀槽處回火過度。

使用（維護(hù)）環(huán)節(jié)

使用（維護(hù)）是預(yù)防斷裂失效的有效措施，正確、合理的使用和及時、適當(dāng)?shù)木S護(hù)保養(yǎng)對避免軸桿件斷裂失效和延長壓力機(jī)的使用壽命有著積極的意義。

在使用（維護(hù)）過程中應(yīng)從清潔、潤滑、緊固、調(diào)整等環(huán)節(jié)進(jìn)行日保養(yǎng)、月保養(yǎng)和年保養(yǎng)。在使用

（維護(hù)）過程中需注意以下幾點(diǎn)：

超載使用對斷裂失效的影響

壓力機(jī)長時間超負(fù)荷運(yùn)行，對機(jī)床的損傷非常大，會加速機(jī)床的磨損，將直接造成軸桿件的斷裂失效。

偏載使用對斷裂失效的影響

液壓機(jī)工作時，由于模具不對稱，工件變形阻力不對稱（加工零件形狀不對稱或加熱不對稱），工具或工件放置不正等多種因素都可能造成液壓機(jī)處于偏載受力狀態(tài)。

在承受偏心載荷時，滑塊將會發(fā)生傾斜，使立柱承受橫向側(cè)推力和彎矩，在反復(fù)加載、卸載的過程中，致使立柱發(fā)生斷裂失效。

潤滑不良對斷裂失效的影響

潤滑不良也會導(dǎo)致曲軸的斷裂。

由于潤滑不良，導(dǎo)致曲軸運(yùn)動偶合面不能建立穩(wěn)定的潤滑油膜，曲柄頸、支承頸與銅套（軸瓦）間易形成干摩擦，隨著溫度不斷上升，容易造成曲軸抱死，致使曲柄頸、支承頸表面產(chǎn)生微裂紋，而這些微裂紋將成為曲軸斷裂的裂紋源。

結(jié)束語

軸桿件在壓力機(jī)中起著非常重要的作用，軸桿件的性能決定了壓力機(jī)的綜合性能和品質(zhì)。

如何保證和提高軸桿件的質(zhì)量是面對的現(xiàn)實(shí)問題。

因此，在壓力機(jī)的整個生命周期內(nèi)，應(yīng)從設(shè)計(jì)、制造和使用（維護(hù)）等環(huán)節(jié)充分考慮如何避免軸桿件斷裂失效的發(fā)生，綜合采取科學(xué)合理、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的解決方案和措施，盡最大努力延長壓力機(jī)的使用壽命，發(fā)揮壓力機(jī)的性能，為客戶提供高安全性、高可靠性、高經(jīng)濟(jì)性和長使用壽命的壓力機(jī)，實(shí)現(xiàn)研制企業(yè)和使用客戶的雙贏。

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