锁闭铁断裂分析w.doc

二、问题产生的原因: 1 、对断裂件进行分析发现,该工件毛坯在外厂铸造时,热处理未能达到设计要求的性能, 工艺过程也未经过鉴定, 再加之过程监控力度不够, 致使部分热处理不合格的工件进入我厂加工成型, 流入铁路运输提速现场。 2 、受力状况:锁闭铁安装在铁轨上,处于外锁闭装置的关键受力部位, 断裂处承受锁闭杆件的重量 18 kg 和震动加速度≤ 100 g 的震动力,以及钢轨锁闭力 10 吨。断裂处为两处 mm 2 截面可承受剪力 吨, 对锁闭力和静力而言安全系数为 ,但对冲击力而言, 该强度则达不到安全标准, 危险截面接近断裂处。 3 、工件材料选择存在的问题:由于设计考虑提高工件耐磨性, 和使用寿命, 因此在工件锁闭斜面增加淬火要求, 把原试验时选用的 ZG230 — 450 改为 ZG310 — 570 , 而工件材质改变, 致使材料冲击韧性 A ku 25 降为 A ku 15 ,下降 40% ;抗拉强度上升 27% ;含碳量上升导致铸件体积收缩率逐渐增加, 工件在成型过程中易产生热裂纹。断裂件在断裂处发现热裂纹, 说明铸件在热处理前已存在铸造缺陷。铸钢含碳量在 % 时热裂纹抗力最低; 而含碳量在 % 热裂纹抗力比较好, 是含碳量 % 的 3 倍以上, 因此材料选择不当也是问题产生的原因。 4 、结构工艺性差: a). 铸件尺寸愈大, 在收缩时受到铸型或型芯的阻碍愈大, 愈容易产生热裂纹,最容易产生热裂纹的是一些箱体型或框架型铸件, 该件是此类零件; b) 由于 52X110 槽口内含有一键槽, 槽底厚 10 mm , 与槽两侧厚 35 mm 相比厚度差较大, 在冷却过程中由于冷却速度相差较大很容易产生缩孔、缩松和裂纹。 5 、结构的抗震性差:该件连接部位外侧有加强筋,该结构增强了工件刚性, 但造成该工件抗震性能下降, 导致震动力全部由断裂部位承担, 危险截面处于断裂部分。 6 、铸造毛坯委托外加工前,未能考虑浇铸过程中的工艺性,致使浇铸过程产生“热结”。在浇铸过程中,工件反向使上半部所有铁水流经断裂部位造成断裂部位成为“热结”,上述原因形成断裂部位最后冷却,冷却过程中铸造缺陷的形成,成为必然结果。 7、该件未能在生产前进行严格工艺分析, 致使铸造、热处理、检查各环节失控。 8、该件关键部位设计未能提出探伤要求, 未引起工艺人员重视。 9 、现场安装时该件外形与相邻件干涉,设计又在断裂上方去除材料形成了斜角 25 X45mm , 更加剧结构的不合理性。 10、工件在安装过程中, 由于现场安装条件和工件不能完全匹配, 造成锁闭杆与锁闭铁接触位置不完全相同。当锁闭铁处于低头或扬头位置时所受震动力的打击位置与正常状态有很大不同, 这也使工件所受剪力与正常状态差 ~ 4 倍。另外, 由于提速刚开始路基施工标准不完善, 路基施工质量的好坏也会使震动力改变。二、改进措施及其方法上图为改进后的毛坯图 1 、改进工件材质:由铸钢 ZG310 — 570 改为铸钢 Z G270 — 500 提高冲击韧性,改善铸造工艺性, 取消淬火要求。 2 、改进工件结构取消加强筋,增加工艺筋。既提高工件铸造刚性又可避免工件柔韧性不足的缺陷。 3 、改变工件的毛坯形状,增加铸钢件浇铸时的工艺通道避免断裂部位产生“热