第8章-实际构件失效分析实例ppt课件.ppt

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第8章 实际构件失效分析实例 李春福 西南石油大学材料科学与工程学院 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1 M5-36-11No.20.5风机轴断裂分析 某厂M5-36-11N0.20.5D风机在使用接近7年后，于1999年8月中旬发现风机轴偏斜，轴径表面与风机罩发生摩擦将该轴取下后发现在叶轮端支撑轴承面台阶处发生开裂，表面裂纹宽度接近2mm，叶轮附近的轴表面磨损深度达5mm于1999年10月26日将该轴断开，确定对该轴的断裂原因进行分析我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.1.1概况 M5-36-11No.20.5风机原设计的部分参数： 设计功率：710kW，电动机转速：1480r/min，飞轮力矩：36.3Nm，叶轮质量：788kg；主轴质量：285kg，主轴材料：45钢，轴长度：1889.9mm；中心距：816.9mm，叶轮力臂长度：575.9ram，临界转速：2221r/min；转速系数：1.5。

风机主轴结构与尺寸，如图8-1所示我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 风机轴受力分析与计算如图8-2所示我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 经力学计算校核的部分数据： 危险截面应力：16.64MPa；强度系数：3.3 在设备安装时，经设计、使用、制造单位同意，将原设计的19D改为20.5D，经计算： 叶轮重量=8470N；危险截面计算扭矩Mn=4581Nm；危险截面应力max=17.25 MPa 45钢许用应力n=55MPa，max 6我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物断裂发生在自淤浆投料口到脱水块侧旋转一周的叶片上，该叶片有1/4圆周发生断裂。

此处是圆锥部大径侧对叶片负荷较大的部位叶片断裂的总长度约400mm叶片发生断裂后发生很大的扭曲变形据现场了解，叶片断裂前曾发生多次阻转，淤浆的酸度超过要求，pH值降至3.4我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.8.2 质量的常规检验1. 化学成分复验由叶片上取样，对其用化学成分进行复验，其结果为（质量分数，%）：0.04C，0.69Si，0.8Mn，7.70Ni，17.98Cr，0.005S，0.028P，由此可见，钢材的化学成分除含磷量稍偏高外，无明显差错我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 力学性能复验 由叶片的不同部位取样，对钢材的力学性能进行复验，其结果如表8-12所示表8-12 钢材力学性能实测值我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3. 金相检查 在叶片的外缘及叶片根部分别取样进行金相检查发现，在与腐蚀损伤对应的部位，可见大量树根状沿晶发展的微裂纹。

由此可见，此处叶片所发生的腐蚀为应力腐蚀在焊接附近所进行的金相分析，未见异常现象，组织为单一的奥氏体，晶粒度为l2级我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 以上常规检查表明，在叶片的外缘部位，材料受到严重的应力腐蚀损伤，其力学性能因而发生明显的下降现象这与外商提出的应力腐蚀致断的论点是一致的但这一结论是不是不容置疑了呢？这还不能这样说，请看下面进一步的分析结果我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.8.3 断口分析 对叶片的断口从轴向及径向两个角度进行观察1轴向观察 从轴向观察，叶片断裂部分的宏观形貌如图8-57所示我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物图8-57 叶片断裂部位轴向观察示意图我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 由图8-57可知，叶片断裂部位的总长度约400mm，其中在焊缝区开裂的长度约占1/2稍多一些。

由裂纹扩展过程中留下的锯齿状缺口及二次微裂纹可以知道，叶片的起始裂纹在处附近起裂，按箭头所示的方向朝两侧相反的方向扩展点是焊缝开裂与叶片开裂的分界点，点在应力腐蚀区也就是说，裂纹在处起裂后，先在焊缝区及叶片体扩展相当大的一段距离后，才通过应力腐蚀区，并随后引起断裂由此可见，叶片断裂的主要原因不能认为是由于应力腐蚀引起的，尚需寻找其他致断因素我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 径向观察 从径向角度观察，断口的宏观形貌如图8-58所示图5-58 径向断口示意图我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 从径向断口上可以看出，在叶片的焊缝开裂区内约有160mm长的未焊透区，焊接厚度仅有1mm由断口上的台阶花样可知，起始裂纹正是在此处薄弱地区首先产生，并很快穿透焊缝，随后按图8-58中箭头所指的方向扩展，在扩展过程中，可见疲劳弧线及表示扩展方向的放射花样从径向断口的形貌也可以看出，微裂纹首先在未焊合区起裂，通过焊缝及叶片本体，然后才是应力腐蚀区，直至断开。

由此可见，叶片的焊接质量不良存在大面积的未焊合区，由此而引起的强度不足是叶片发生疲劳断裂的主要原因我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物884结论及问题讨论（1）关于叶片断裂的原因根据上述分析，叶片的断裂是焊缝内存在大面积未焊合区缺陷引起的在此区内孤立的焊肉及微裂纹的缺陷，极易成为疲劳裂纹的萌生地，叶片在工作过程中，此处产生较大的应力集中，促使微裂纹的快速扩展，直至断裂2）过载对断裂的影响叶片在工作过程中曾多次出现过载（阻转）现象，由于该机有过载保护，每次阻转均及时停机,因此，过载不是这次断裂的主要原因，过载仅使焊缝质量不良的问题暴露出来了但在正常情况下应严防过载我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（3）应力腐蚀的影响应力腐蚀虽不是这次叶片断裂的主要原因，但叶片的外缘在使用仅10个月就发生严重的应力腐蚀现象是应当引起注意的该叶片如果不是由于焊缝质量不良而过早地发生断裂失效，可以预见在不久的将来将会出现应力腐蚀开裂失效。

因此，在工作中应严格控制物料的pH值，减少介质的腐蚀破坏我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.9 3Cr2W8V钢热挤压模具失效分析 某厂采用国产的3Cr2W8V钢制造热挤压模具，用于生产铝型材该模具在使用过程中，明显地存在着使用寿命不高的问题，据不完全统计，该厂全年生产400t铝型材，共消耗266套模具，价值240余万元，平均每套模具生产铝型材约为1.5t，而该厂由日本引进的同类模具平均使用寿命在3.7t以上为此分析了该厂模具失效的原因，并提出了改造措施我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.9.1 模具的失效形式 该厂生产的热挤压模具的失效形式，主要有三类：断裂失效、塌陷裂纹、磨损及局部擦伤1断裂失效 该厂模具发生的断裂形式主要为整体开裂这种损坏多是在试模及使用初期发生的，其断口形态为粗糙的显微状，并有放射花样和人字纹花样，这种断裂为典型的过载断裂我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2塌陷裂纹 形状复杂的平板模，多出现塌陷裂纹。

平板模出现这种损坏，一般是在使用一段时间之后发生的，裂纹起源于较大的悬臂根部模具在使用过程中材料的强度下降，发生塌陷现象，在其悬臂根部的应力集中处，产生微裂纹并导致报废我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3磨损及局部擦伤 模具工作表面在流动金属的摩擦力作用下，逐渐发生尺寸减小及局部擦伤的现象，经过多次修模后，因尺寸超差而报废平板模和分流模均存在这种失效形式此类模具的使用寿命约为2t套，稍高于平均寿命现场调查表明，在上述三种失效形式中，出现最多、影响最大的是断裂失效，因此本例将以断裂失效作为分析研究的重点我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.9.2 磨具的制造工艺与技术要求 模具用钢为3Cr2W8V其制造工艺为：采用声180mm及l60mm两种规格的棒料切取毛坯，经油炉加热后，于1200锻造成模坯，终锻温度为900，设备吨位为750kg及250kg；锻坯的软化工艺为860保温2.5h，炉冷至500以下空冷，硬度要求为30HRC以下；粗加工成形；粗加工后的预备热处理采用调质处理，在盐浴炉中加热至1100，保温时间按模壁厚度20s/mm计算，淬入油中冷至室温，然后于720 高温回火，硬度要求为30HRC以下；精加工成形；最终热处理是1050盐浴炉火加热淬火（保温时间按20s/mm计算），油淬，560回火2h后空冷，硬度要求为5256HRC，大型模具为4748HRC以上。

我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8.9.3 模具的工作条件 热挤压模具用于生产6063（Al-Mg-Si系）铝合金不变断面的实芯和空芯型材，所用设备为1250t及600t卧式挤压机，铝合金棒料的尺寸为l50mm580mm、150mm380mm、100mm380mm三种我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 模具在使用前，需在电阻炉中预热数小时，炉温为500 铝合金棒料在连续作业炉中加热46h，由送料机构送入盛料筒，并在高温下挤入模具，实现其成形过程，其挤压工艺参数如表8-13所示我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉。