电梯对重架断裂失效分析.docx

    电梯对重架断裂失效分析    章芳芳 方湘瑜 黄六一Summary：某部电梯在服役6个月后，对重架发生断裂失效通过断口宏观形貌、化学成分、力学性能、显微组织、断口扫描及能谱等研究了对重架断裂失效的原因结果表明：该对重架槽钢化学成分、抗拉强度不符合要求，存在魏氏组织，导致槽钢的韧性和冲击性能下降;中心疏松的存在破坏了钢的结构完整性，容易在开孔处形成局部应力集中Key：对重架;中心疏松;魏氏组织2018年12月，一部电梯在服役6个月后，对重架槽钢发生断裂该槽钢的材质为Q235B，规格型号为16a，尺寸为160（腰高）×63（腿宽）×6.5（腰厚）mm，制造标准为GB/T700–2006《碳素结构钢》一、检验检测（一）断口宏观分析图1为断口宏观形貌，断口上有明显放射性条纹及人字纹区域，且表面呈光亮色，与断口其他区域呈暗灰色有显著区别根据断口学研究，放射性条纹汇聚点及人字纹反方向为断裂起始点[1]，即开裂起始于A处附近区域，且为脆性断裂放射状条纹区断面目视无明显塑性变形，此区域之外均有较明显的塑性变形二）化学成分用ARL4460直读光谱仪及CS2800红外碳硫仪进行化学成分分析，结果见表1，其中C含量超出GB/T 700–2006和GB/T 222–2006《钢的成品化学成分允许偏差》规定的要求。

三）力学性能试验在槽钢腰部目视未发生明显塑性变形区域制取试样进行拉伸、冲击和弯曲试验从表2可以看出，材料的上屈服强度ReH、断后伸长率A、冲击功均满足GB/T 700–2006的要求，但抗拉强度Rm值大于标准规定通常情况下，C含量越高，钢的强度越高，这与化学成分分析结果一致试样经180°弯曲后，外表面无目视可见的裂纹和裂口，符合标准GB/T 700–2006的要求四）金相分析在远离断口及断口附近分别取样进行金相检验两处显微组织均为铁素体+珠光体+魏氏体根据GB/T 13299–91《钢的显微组织评定方法》，评定魏氏体级别均为2级，见图2魏氏体产生的原因一般认为一是加热温度过高，产生过热，导致奥氏体晶粒粗大;二是冷却速度过快，在冷却过程中，先共析的铁素体从奥氏体晶界上沿一定的晶面向晶内生长，以针片状形态析出[2]魏氏体的存在会使钢的塑性和冲击韧性显著降低，对低温冲击更敏感，会明显降低低温冲击值五）低倍组织检验用50%盐酸溶液热浸蚀槽钢横截面进行低倍检验，发现横截面转角处存在孔洞，呈圆形或椭圆形，并连接呈线状，为中心疏松缺陷，见图3在铸坯轧制时，一般轻微的疏松在轧制力和高温共同作用下会焊合，对成品性能并无影响。

但该槽钢的中心疏松并未被焊合，保留在槽钢成品中严重的疏松缺陷常会造成结构应力集中，形成开裂六）扫描电镜分析A处断口形貌见图4，区域内有河流状及扇形花样特征，为典型的脆性断口特征，并存在较多孔洞，位置与中心疏松对应，说明裂纹起源于中心疏松二、结果分析综上所述，该对重架槽钢的C含量高于标准要求，使材料强度增加，脆性增加，韧性下降魏氏体的存在通常会使材料的塑性和冲击韧度显著下降低倍组织检验发现存在较严重的中心疏松缺陷，破坏材料性能的连续性，造成应力集中扫描电镜分析表明，裂纹起源于中心疏松，为脆性断裂通常在槽钢的使用过程中对其强度性能更加关注该槽钢的力学性能基本满足标准或结构设计要求，但由于C元素含量过高、魏氏组织、中心疏松及孔洞缺陷等因素，導致材料脆性较高，塑性韧性较差当电梯正常运行时，槽钢可以承受常规载荷，但当其受到瞬时冲击或过载等情况时，会在槽钢内部的疏松缺陷造成局部应力集中，导致槽钢的脆性开裂，并在电梯运行产生的应力下扩展，最终造成整体结构失稳断裂三、结论C含量超高、魏氏组织的出现，使槽钢脆性增加、韧性下降在中心疏松处发生应力集中，导致槽钢发生脆性开裂，最终在电梯运行过程中断裂Reference钟群鹏，赵子华.断口学[M].北京：高等教育出版社，2006.潘健生，胡明娟.热处理工艺学北京：高等教育出版社，2009.装备维修技术2019年2期装备维修技术的其它文章普通内三角螺纹车削过程经验探讨关于铁路电气化改造的研究与分析一起10kV厂用变压器事故原因分析及预防措施UPS电源并列运行分析及维护应用循环流化床锅炉磨损机理及防治技术电梯蹲底和冲顶原因的分析及预防措施解析  -全文完-。