機(jī)械加工螺母裂紋失效分析
六方薄螺母，規(guī)格為фL14，材料牌號(hào)1Cr11Ni2W2MoV，在裝機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)部分螺母表面有裂紋，裂紋沿螺母外緣六角棱角處貫通螺母兩端面及內(nèi)孔，呈開(kāi)裂狀。
16.11.1 試驗(yàn)過(guò)程與結(jié)果
故障批螺母為機(jī)械加工螺母。
加工工藝如下：?jiǎn)屋S自動(dòng)機(jī)→六角→ 锪孔→ 去毛刺→粗振→ 熱處理(硬度d=3.4~3.7) Ⅳ類檢驗(yàn)→吹砂→攻螺紋→探傷→鍍銅(3~5μm)→終檢
加工工藝和加工過(guò)程，經(jīng)復(fù)查無(wú)異常情況。
裂紋螺母外觀均為鍍銅表面，除裂紋外未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。裂紋分布在螺母六方棱角處，為穿透裂紋，示意如圖16-63。
圖16-63 裂紋形貌示意圖
由于螺母已完全裂開(kāi)，把1件故障件順裂紋方向，手工分開(kāi)為兩部分，得到兩件斷口試樣。
對(duì)兩件斷口試樣目視檢查，兩件斷口的裂紋表面均被鍍銅層復(fù)蓋。裂紋無(wú)明顯的裂紋源，裂紋縱向擴(kuò)展，并裂透螺母壁厚，低倍形貌見(jiàn)圖16-64。其中一件斷口裂紋處的上下端面有明顯的擠入物，擠入物與裂紋面形成小臺(tái)階，見(jiàn)圖16-65、圖16-66。
圖16-66 裂紋的低倍形貌
取1件斷口試樣按正常的表面處理退銅工藝進(jìn)行退銅，另一件未退。對(duì)退銅和未退銅的斷口掃描電鏡觀察：兩斷口表面均無(wú)塑性變形，裂紋發(fā)展方向沿螺母軸線方向擴(kuò)展。
未退銅的斷口，整個(gè)裂紋表面復(fù)蓋有鍍銅層，宏觀無(wú)夾雜、疏松等冶金缺陷，裂紋兩端面有明顯的擠入物形成臺(tái)階，見(jiàn)圖16-71。
裂紋兩端面，明顯的擠入物形成臺(tái)階的高倍形貌，見(jiàn)圖10、圖11。
裂紋中心鍍銅層掃描電鏡組織形貌，見(jiàn)圖13；
裂紋邊緣部位鍍銅層掃描電鏡組織形貌，見(jiàn)圖14
圖9裂紋兩端面有明顯的擠入物
圖9裂紋兩端面有明顯的擠入物
把裂紋另一半去除鍍銅層后不腐蝕觀察，裂紋處宏觀無(wú)夾雜、疏松等冶金缺陷，裂紋縱向裂紋無(wú)塑性變形痕跡，縱向兩端面處無(wú)擠入物，見(jiàn)圖17。
去除鍍銅層的裂紋中心部位和裂紋邊緣部位，高、低倍電鏡掃描組織，見(jiàn)圖18、圖19、圖20、圖21。
圖17 去除鍍銅層的裂紋形貌
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