摩托車后輪軸斷裂分析

時(shí)間：2013-04-17 13:05:16 來(lái)源：作者：

摩托車加長(zhǎng)輸出后輪軸的材質(zhì)為20CrMo，經(jīng)碳氮共滲、淬火、回火、校直處理。該軸裝車后行駛20000km左右發(fā)生斷裂。斷裂發(fā)生在配齒輪的花鍵一段的退刀槽處。斷面與軸線的法向有一角度，成斜面(見圖1)。斷口基本平整，較光亮，高點(diǎn)處已被擦傷，但降約可看到該區(qū)域相對(duì)粗糙，表現(xiàn)出其為瞬斷區(qū)。斷口上明顯可看到海灘花樣，其起始區(qū)在鍵的端面(圖2中箭頭所指)，在退刀槽轉(zhuǎn)角處。

在斷口附近橫向截取金相試樣。低倍下可看到沿花鍵廓線分布的滲層組織，但在裂紋起始區(qū)同一，鍵呈異常白亮色，如圖3所示。該區(qū)較難顯示，隱約可見針狀馬氏體，表現(xiàn)出二次淬火組織。

硬度測(cè)定結(jié)果：正常滲層近表面為710HVl，白亮區(qū)近表面為854HVl。

由斷口花樣及斷面與軸線不垂直推斷，輪軸為扭轉(zhuǎn)疲勞斷裂。開裂起源于退刀槽底應(yīng)力集中區(qū)，該區(qū)又經(jīng)不正常的二次淬火，韌度極差，極易萌生裂紋，在行駛中擴(kuò)展致斷裂。

據(jù)調(diào)查，不正常二次淬火點(diǎn)系校直中點(diǎn)加熱及熱處理不當(dāng)引發(fā)。

圖1 2.2× 圖2 2.2×

圖1：說明：斷裂軸形貌。斷面與軸線法向成一角度，起始部位與退刀槽有關(guān)。

圖2：說明：斷口形貌。海灘花樣明顯。由于在扭轉(zhuǎn)條件下，推進(jìn)線旋轉(zhuǎn)發(fā)展。瞬斷區(qū)已被擦傷。

圖3 16×

說明：經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕后近斷口截面金相組織形貌。沿鍵廓線走向的為滲層組織。白亮區(qū)域?yàn)槎未慊饏^(qū)，正處于開裂起始區(qū)同一鍵上。二次淬火區(qū)基體為白色淬火馬氏體，脆性大，易斷裂。

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