柴油机曲轴断裂分析

柴油机曲轴断裂分析

柴油机曲轴材料为球墨铸铁，在使用过程中断裂。断裂发生于轴颈转角处。宏观断口上可见有贝纹线，裂源处有多条台阶条纹，断裂属多源疲劳，转角处有应力集中现象，扫描电镜下观察到在裂源处有夹渣和疏松，经能谱仪分析夹渣有硅、钙、氧等杂质元素。金相检验中看到石墨呈花瓣状，显微组织有粗大的贝氏体。

引起曲轴断裂的主要原因是由于在转角部位分布有夹渣及疏松缺陷，使转角处的应力集中现象更为严重。另外显微组织中存在粗大的上贝氏体组织，导致曲轴发生早期疲劳断裂。

图1

说明：断裂曲轴宏观形貌，箭头所示为疲劳源，该处有多条台阶条纹。

图2

说明：裂源处的夹渣与疏松在扫描电镜下形貌。

图3

说明：裂源附近试样，抛光状态下石墨的形态，呈开花状。

图4

说明：试样经4%硝酸酒精溶液浸蚀后，可见显微组织为上贝氏体、铁素体和石墨。