水压机立柱断裂失效分析和修复.pdf.pdf

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;维修与改造水压机立柱断裂失效分析和修复.
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瑞昌县江西人民机械厂三篁.
摘要阐述了×立柱断裂失效及其断裂产生原因, 介绍了成功地
采用手电弧焊修复的经验。一.、\ 爆
叙词液压机型,壅萱堑塾
四柱式水压机服役十余年后, 一磨光后经%盐酸水溶液热蚀后可见,一般疏
根立柱在使用中发生了断裂。立柱尺寸× 松为级, 点状液析为.、级、,观察面上多处
, 由钢锻制而成,经热处理后硬度达到存有肉眼可见的非金属夹杂物。自外圆向中心
。图为立柱简图及断裂部位。约圆环区域的组织较为致密。
立柱两端的螺纹用以紧固水压机上、下横梁, 在上述非金属夹杂物处切取纵向试片, 观
断裂部位在上横梁紧固螺纹退刀槽边缘螺纹第察结果是以脆性为主的非金属夹杂物, 其严重
一牙处。程度远超过—标准级别的五级。
断口纵剖面: 沿立柱轴线对断口进行纵向
解剖, 试片经磨光后, 用%盐酸水溶液热蚀
后见图所示。由图可见:金属流线正常,有
两牙螺纹在底部有裂纹,裂纹沿螺旋方向呈环
裂内孔表面有较深的加工刀痕。
都放大
塞斯口纵向剖砸
.断口显微组织
臣立柱简罔及断裂部位在肉眼可见非金属夹杂物附近和立柱半径
二分之一处分别取样, 用%硝酸酒精溶液侵
一
、立柱断裂失效分析
蚀,显微观察结果: 其组织为铁索体和珠光体,
.断口宏观观察晶粒度为—标准的级,均属正常。
断口形貌:经过清洗后的断口上无氧化、.断裂失效原因
腐蚀色泽及腐蚀产物,断口表面约占%的面断裂类型
积为光滑平整近似瓷状,% 的面积呈撕裂状, 根据立柱断口形貌特征:断口上存在着较
凹凸不平较为粗糙。断口色泽呈银灰色。断口粗糙和光滑两部分瞬断区和疲劳区, 且在光
边缘无塑性变形产生, 断口平面与轴向应力方滑区内分布有弧形迹线一一贝纹线疲劳裂纹
向相互垂直,即立柱为横向断裂。扩展过程中留下的痕迹, 故属疲劳断口。
断口上存有明暗相间的弧形贝纹线,其疏立柱工作在常温、周围无腐蚀性介质的环
密情况为外圆较密、往里则较疏, 与贝纹线近境里, 断口上无氧化、腐蚀现象。此外,立柱
似垂直的方向上有明显的三条波折。是在轴向拉一拉应力状态下服役的, 从而立柱
冶金缺陷:立柱断裂面附近取横向试片, 疲劳断裂的类型排除了是单向、双向弯曲疲劳
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和旋转弯曲疲劳以及复合疲劳的可能性。故立过程中,立柱处于低载荷拉一拉应力状态下,
柱的断裂类型是:在拉一拉应力状态下轴向机因其表面有严重的应力集中缺陷一一螺纹底部
械疲劳断裂。尖角而引起多源疲劳断裂失效。
载荷和应力集中与断口形貌关系
轴向疲劳应力作用下的断口形貌见图所二、立柱疲劳断裂失效预防
示。由图可见:疲劳断裂区小、瞬时断裂区大为预防立柱疲劳断裂, 应采取如下措施:
是高载荷作用下的疲劳断裂特征,反之低载荷提高机械加工质量, 消除螺纹退刀槽
作用下的是疲劳断裂区大、瞬时断裂区小。另处及内孔表面所存在的应力集中缺陷。
外光滑圆试样, 由于没有应力集中, 裂纹从疲图中所示的二牙螺纹底部有二处沿
劳源向四周扩展速度基本相同图、;而对螺旋方向的环形裂纹,根据二牙螺纹