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化作用。

磷含量增加，鋼材的強度、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，降低鍛坯的各種機械性能。

由于硫化物熔點低，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)，絕大部分斷裂發(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）環(huán)節(jié)

使用（維護）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護保養(yǎng)對避免軸桿件斷裂失效和延長壓力機的使用壽命有著積極的意義。

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

（維護）過程中需注意以下幾點：

超載使用對斷裂失效的影響

壓力機長時間超負荷運行，對機床的損傷非常大，會加速機床的磨損，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

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

如何保證和提高軸桿件的質(zhì)量是面對的現(xiàn)實問題。

因此，在壓力機的整個生命周期內(nèi)，應(yīng)從設(shè)計、制造和使用（維護）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)濟實用的解決方案和措施，盡最大努力延長壓力機的使用壽命，發(fā)揮壓力機的性能，為客戶提供高安全性、高可靠性、高經(jīng)濟性和長使用壽命的壓力機，實現(xiàn)研制企業(yè)和使用客戶的雙贏。

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