斷裂破壞原因分析項(xiàng)目
針對(duì)不同類型的斷裂破壞現(xiàn)象,中鋼國(guó)檢提供了一系列全面而細(xì)致的分析項(xiàng)目:
斷口形貌分析:利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察斷口微觀形貌,識(shí)別斷裂類型(如韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂等)。
成分與組織結(jié)構(gòu)分析:通過(guò)能譜儀(EDS)、X射線衍射(XRD)等手段,分析材料成分及微觀組織結(jié)構(gòu),評(píng)估材料質(zhì)量。
力學(xué)性能評(píng)估:進(jìn)行拉伸、沖擊、硬度等力學(xué)性能測(cè)試,評(píng)估材料力學(xué)性能是否符合設(shè)計(jì)要求。
應(yīng)力與應(yīng)變分析:采用有限元分析(FEA)等方法,模擬材料在實(shí)際工況下的應(yīng)力分布與應(yīng)變狀態(tài),揭示斷裂誘因。
環(huán)境適應(yīng)性評(píng)估:模擬不同環(huán)境條件(如高溫、低溫、腐蝕介質(zhì)等),評(píng)估材料在特定環(huán)境下的斷裂風(fēng)險(xiǎn)。
斷裂破壞原因分析標(biāo)準(zhǔn)
斷裂破壞原因分析需依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行,以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。常用的標(biāo)準(zhǔn)包括:
GB/T 10561-2023《鋼中非金屬夾雜物含量測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)》
GB/T 13298-2015《金屬顯微組織檢驗(yàn)方法》
GB/T 226-2015《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗(yàn)法》
GB/T 231.1-2018《金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法》等
斷裂破壞原因分析報(bào)告能夠?yàn)槠髽I(yè)提供全面、權(quán)威的技術(shù)依據(jù),幫助企業(yè)快速識(shí)別并解決問(wèn)題,提高設(shè)備和產(chǎn)品的可靠性。中鋼國(guó)檢作為老牌第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu),深耕行業(yè)40年,其擁有非常豐富的斷裂破壞原因分析經(jīng)驗(yàn),下面是某單位委托中鋼國(guó)檢風(fēng)機(jī)葉片與輪轂連接螺栓失效分析,客戶送檢了3根已經(jīng)斷裂的螺栓樣品,詳細(xì)內(nèi)容如下:
工程部位:風(fēng)機(jī)葉片與輪轂連接處
樣品名稱:風(fēng)機(jī)葉片與輪轂連接螺栓
規(guī)格型號(hào):螺母 GB/T 6170 ,雙頭螺柱 YJ-CGI59.8C-A-01 20a
樣品數(shù)量:3 根
樣品特征:已斷裂
檢驗(yàn)依據(jù):GB/T 38803-2020
主要儀器設(shè)備:1.掃描電鏡(檢 J101);2.金相顯微鏡(檢 J115);3.體視顯微鏡(檢 J116);4.低倍組織熱酸 蝕裝置(檢 J117);5.火花放電直讀光譜儀(檢 C010);6.維氏硬度計(jì)(檢 J118)。
檢驗(yàn)項(xiàng)目:失效分析
理化檢驗(yàn)情況:
為分析斷裂原因,需對(duì)斷裂螺栓進(jìn)行理化檢驗(yàn)。檢驗(yàn)項(xiàng)目、檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)位置見表 1。
宏觀形貌及缺陷觀察:
對(duì) 1#螺栓~3#螺栓斷面進(jìn)行觀察,1#螺栓~3#螺栓斷面均與螺栓軸向垂直,斷口平齊, 未見明顯腐蝕。斷裂表面均存在明顯的貝紋線,根據(jù)斷口表面貝紋線的走向可以判斷,螺 栓的斷裂起始于螺紋牙底根部表面。
微觀形貌觀察:
對(duì) 1#螺栓斷面進(jìn)行斷口形貌、斷裂特征觀察,斷裂源區(qū)局部已磨平,未見明顯腐蝕, 擴(kuò)展區(qū)可見疲勞輝紋,微觀呈準(zhǔn)解理斷裂特征,終斷區(qū)為韌窩特征
對(duì) 2#螺栓斷面進(jìn)行斷口形貌、斷裂特征觀察,斷裂源區(qū)局部已磨平,未見明顯腐,蝕,擴(kuò)展區(qū)可見疲勞輝紋,微觀呈準(zhǔn)解理斷裂特征,終斷區(qū)為韌窩特征
對(duì) 3#螺栓斷面進(jìn)行斷口形貌、斷裂特征觀察,斷裂源區(qū)局部已磨平,未見明顯腐 蝕,擴(kuò)展區(qū)可見疲勞輝紋,微觀呈準(zhǔn)解理斷裂特征,終斷區(qū)為韌窩特征
能譜檢驗(yàn):
在 3#螺栓斷面斷裂源區(qū)進(jìn)行能譜檢驗(yàn),檢驗(yàn)位置及檢驗(yàn)結(jié)果。 由檢驗(yàn)結(jié)果可知,螺栓斷面斷裂源區(qū)主要為 Fe、O、Cr 等元素,未見異常元素存在。
顯微組織檢驗(yàn):
在 1#~3#螺栓斷裂源處縱向剖開進(jìn)行縱截面顯微組織檢驗(yàn),斷裂源處組織均為回火索 氏體,非斷裂源處組織也均為回火索氏體,未見異常
脫碳層檢驗(yàn):
在螺栓斷裂源處縱向剖開進(jìn)行縱截面脫碳層檢驗(yàn),斷裂源處螺紋牙底未出現(xiàn)完全脫碳 層,部分脫碳層深度為 0,符合 NB/T 10214-2019 標(biāo)準(zhǔn)要求,未見異常
在螺栓非斷裂源處橫截面進(jìn)行脫碳層檢驗(yàn),螺栓螺桿處未見脫碳現(xiàn)象
非金屬夾雜物檢驗(yàn):
對(duì) 1#~3#螺栓斷裂源區(qū)縱截面進(jìn)行非金屬夾雜物檢驗(yàn),1#~3#螺栓非金屬夾雜物級(jí)別符合 NB/T 10214-2019 標(biāo)準(zhǔn)要求,未見異常。斷裂源處未見明顯夾雜物
化學(xué)成分檢驗(yàn):
對(duì) 1#~3#螺栓斷口處附近進(jìn)行化學(xué)成分檢驗(yàn),1#~3#螺栓的化學(xué)成分符合 NB/T 10214-2019 標(biāo)準(zhǔn)中 42CrMo 要求,未見異常。
維氏硬度檢驗(yàn):
對(duì) 1#~3#螺栓斷面附近區(qū)域進(jìn)行維氏硬度檢驗(yàn),1#~3#螺栓維氏硬度符合 NB/T 10214-2019 標(biāo)準(zhǔn)中 10.9S 等級(jí)要求,未見異常。
低倍組織檢驗(yàn):
對(duì) 1#~3#螺栓近斷面處橫截面進(jìn)行化學(xué)低倍組織檢驗(yàn),由檢驗(yàn)結(jié)果可知,1#~3#螺栓低倍組織檢驗(yàn)面均無(wú)目視可見的縮孔、氣泡、裂紋、夾雜、 翻皮、白點(diǎn)、晶間裂紋等缺陷,符合 NB/T 10214-2019 標(biāo)準(zhǔn)要求,未見異常.
綜合分析:
由非金屬夾雜物、脫碳層、化學(xué)成分、維氏硬度和低倍組織檢驗(yàn)結(jié)果可知,螺栓的非 金屬夾雜物、脫碳層、化學(xué)成分和維氏硬度均符合NB/T 10214-2019標(biāo)準(zhǔn)要求,未見異常。 由顯微組織檢驗(yàn)結(jié)果可知,斷裂螺栓斷裂源處和非斷裂源處顯微組織均為回火索氏體,未 見異常。由能譜檢驗(yàn)結(jié)果可知,螺栓斷面斷裂源區(qū)主要為Fe、O、Cr等元素,未見異常元素 存在,表明螺栓未出現(xiàn)明顯腐蝕。
由宏觀形貌和缺陷觀察結(jié)果可知,1#螺栓~3#螺栓斷面均與螺栓軸向垂直,斷口平齊, 未見明顯腐蝕。斷裂表面均存在明顯的貝紋線,根據(jù)斷口表面貝紋線的走向可以判斷,螺 栓的斷裂起始于螺紋牙底根部表面。貝紋線通常是裂紋由于交變載荷擴(kuò)展,在裂紋源和瞬 斷區(qū)之間形成像貝殼表面的圓弧線。由微觀形貌觀察結(jié)果可知,擴(kuò)展區(qū)可見疲勞輝紋,微 觀呈準(zhǔn)解理斷裂特征,終斷區(qū)為韌窩特征。疲勞輝紋通常是金屬構(gòu)件在交變載荷下發(fā)生疲 勞裂紋時(shí)在斷口上留下的顯微痕跡,表明螺栓為疲勞斷裂。
結(jié)合螺栓使用工況可知:螺栓用于風(fēng)機(jī)葉片與輪轂連接,在工作狀態(tài)下,螺栓內(nèi)部存 在很高的拉應(yīng)力,螺桿與螺紋交界處螺紋牙底根部又是應(yīng)力集中的部位。風(fēng)機(jī)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí), 在拉應(yīng)力、振動(dòng)等交變載荷作用下,應(yīng)力集中部位萌生疲勞裂紋并擴(kuò)展,最終導(dǎo)致螺栓斷裂。
結(jié)論
1)螺栓是交變載荷作用下的疲勞斷裂;
2)螺栓的非金屬夾雜物、脫碳層、化學(xué)成分和維氏硬度均符合 NB/T 10214-2019 標(biāo)準(zhǔn)要求,未見異常。
綜上,中鋼國(guó)檢是專業(yè)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu),提供材料或構(gòu)件的破壞原因分析全面檢測(cè)服務(wù),并且中鋼國(guó)檢檢測(cè)服務(wù)覆蓋全國(guó),各個(gè)地區(qū)客戶可就近選擇檢測(cè)站和實(shí)驗(yàn)室。同時(shí),中鋼國(guó)檢支持郵寄、上門取樣和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等多個(gè)送檢方式,線上委托,檢測(cè)方便快捷,一般3-7天即可出具正規(guī)檢測(cè)報(bào)告。若您有破壞原因分析或其他檢測(cè)需求,均可隨時(shí)咨詢中鋼國(guó)檢,與工程師溝通具體的檢測(cè)樣品及檢測(cè)項(xiàng)目指標(biāo),并獲取優(yōu)惠報(bào)價(jià)。
檢測(cè)咨詢
樣品送檢
委托辦理
樣品檢測(cè)
報(bào)告領(lǐng)取
售后服務(wù)
以上是斷裂破壞原因分析文章內(nèi)容,可與工程師一對(duì)一溝通檢測(cè)報(bào)告。文章來(lái)源:中鋼國(guó)檢(第三方檢測(cè)公司)
中鋼國(guó)檢是一家國(guó)企第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu),擁有CMA檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)資質(zhì)、CNAS合格實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可、鐵路工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)機(jī)構(gòu)名錄、鋼結(jié)構(gòu)工程檢測(cè)資質(zhì)、公路工程綜合甲級(jí)試驗(yàn)檢測(cè)資質(zhì)、橋梁隧道工程試驗(yàn)檢測(cè)資質(zhì)、特種設(shè)備無(wú)損檢測(cè)資質(zhì),全國(guó)10家分子公司,各省市有辦事處,服務(wù)全國(guó)客戶。
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