快速接头零部件断裂测试原因分析

发布时间：2020-07-03

快速接头零部件在外加载荷的作用下，当应力达到材料的断裂强度时，发生断裂。其中80%以上的断裂是由于疲劳引起的，极易造成人身事故以及经济损失。因此认识疲劳现象，研究疲劳破坏规律，防止疲劳失效是非常重要的。我司昆山实验室收到客户委托，客户产品为45#钢倾油缸接头，在模拟使用条件下进行加速实验约2万次时，发生断裂现象，委托优尔鸿信检测分析其断裂原因。

快速接头测试方案

1,、断口形貌观察：样品断口形貌分析，初步判断其断裂形式；

2、显微金相组织分析/洛氏硬度测试：查看其热处理工艺；

3、化学成分测试：分析判断其含量是否符合国家标准。

原因分析

1、断口宏观和微观分析结果表明：裂纹源位于螺纹凹痕位置外表面，裂纹源存在多个台阶，呈明显的线源特征，断口上可见明显疲劳辉纹，因此可判定样品断裂模式为多源疲劳断裂，且有应力集中现象。

2、断口台阶是多个疲劳源萌生的裂纹交汇台阶，一般在高应力集中疲劳断口中 常见，加速实验过程中，螺纹凹痕处造成应力集中，使凹痕根部的最大实际应力远大于零件所能承受的名义应力。在循环应力作用下，凹痕截面上的应力状态发生变化，从而影响试件的力学性能，对零件产生疲劳破坏。较大尺寸的非金属夹杂物也是疲劳裂纹的启裂源。

试样内部存在孔洞及夹杂物、组织分布不均匀、热处理不当等因素可导致试样的实际承载能力和安全性能大大降低。金相组织存在网状铁素体和少量块状铁素体，造成材料软点，硬度偏低。

结合以上试验结果，对快速接头发生疲劳断裂的原因分析如下：

(１)热处理不当

材料的微观组织与工艺、性能密切相关，原材料可能未经调质处理或调质处理不当，造成该试样的力学性能较低。

(２)应力集中

试样在加速实验过程中承受双向弯曲载荷的作用，螺栓螺牙处应力集中使局部区域的应力值超过了该轴按预定寿命所能承受的应力水平，致使裂纹在轴表面萌生。