38CrMoAlA钢传动主轴失效分析

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.048

金属热处理 ›› 2021, Vol. 46 ›› Issue (9): 268-272.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2021.09.048

38CrMoAlA钢传动主轴失效分析

徐祺昊, 杨礼林, 夏明, 秦晨, 耿振岳, 姜亚君, 赵莉萍

内蒙古科技大学材料与冶金学院, 内蒙古包头 014010

收稿日期:2021-04-18 出版日期:2021-09-25 发布日期:2021-12-09
通讯作者: 赵莉萍,教授,硕士,E-mail:zhaoliping5195@126.com
作者简介:徐祺昊(1996—),男,硕士研究生,主要研究方向为金属组织与性能,E-mail:a2092932500@126.com。

Failure analysis of 38CrMoAlA steel driveshaft

Xu Qihao,Yang Lilin, Xia Ming, Qin Chen, Geng Zhenyue, Jiang Yajun, Zhao Liping

School of Materials and Metallurgy, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou Inner Mongolia 014010, China

Received:2021-04-18 Online:2021-09-25 Published:2021-12-09

摘要/Abstract

摘要： 借助光谱仪、蔡司光学显微镜和洛氏硬度计等分析手段对38CrMoAlA钢主轴失效件的化学成分、非金属夹杂物、断口裂纹形貌、显微组织和硬度进行检测与观察,分析并讨论了造成该工件裂纹产生的影响因素。结果表明:38CrMoAlA钢主轴的化学成分、硬度、渗氮层、非金属夹杂物、带状组织均符合标准要求;显微组织晶粒粗大,为贝氏体+珠光体,非预期使用态组织(回火索氏体),故工件硬度高、内应力较大、脆性较大,在应力的作用下易产生裂纹,导致脆性断裂失效。

关键词: 38CrMoAlA钢, 传动主轴, 组织, 脆性断裂

Abstract: Chemical composition, non-metallic inclusions, fracture crack morphology, microstructure and hardness of a failed 38CrMoAlA steel shaft were tested and observed by using spectrometer, Zeiss metallographic microscope and Rockwell hardness tester, and influencing factors of the workpiece crack were discussed. The results show that the chemical composition, hardness, nitriding layer, non-metallic inclusions, and band structure of the 38CrMoAlA steel shaft meet the standard requirements. But the microstructure of the shaft is bainite+pearlite, which is unexpected structure (tempered sorbite), and meantime, the grain is coarse. Therefore, the workpiece has high core hardness, large internal stress and brittleness, and it is easy to produce cracks under the action of stress, leading to brittle fracture failure.

Key words: 38CrMoAlA steel, shaft, microstructure, brittle fracture

中图分类号:

TG156.31

徐祺昊, 杨礼林, 夏明, 秦晨, 耿振岳, 姜亚君, 赵莉萍. 38CrMoAlA钢传动主轴失效分析[J]. 金属热处理, 2021, 46(9): 268-272.

Xu Qihao,Yang Lilin, Xia Ming, Qin Chen, Geng Zhenyue, Jiang Yajun, Zhao Liping. Failure analysis of 38CrMoAlA steel driveshaft[J]. Heat Treatment of Metals, 2021, 46(9): 268-272.

参考文献

[1]Tong W P, Han Z, Wang L M, et al. Low-temperature nitriding of 38CrMoAlA steel with a nanostructured surface layer induced by surface mechanical attrition treatment[J]. Surface and Coatings Technology, 2008, 202(20): 4957-4963.
[2]郭起跃. 内齿轮气体渗氮处理[J]. 金属热处理, 2014, 39(9): 79-81.
Guo Qiyue. Gas nitriding treatment of internal gear[J]. Heat Treatment of Metals, 2014, 39(9): 79-81.
[3]沈琳. 38CrMoAlA钢制齿轮的气体渗氮工艺[J]. 金属热处理, 2018, 43(7): 188-191.
Shen Lin. Gasnitriding process of 38CrMoAlA steel gear[J]. Heat Treatment of Metals, 2018, 43(7): 188-191.
[4]邹龙江, 戚琳, 史淑艳, 等. 3Cr13钢柴油循环泵主轴断裂失效分析[J]. 金属热处理, 2020, 45(7): 202-205.
Zou Longjiang, Qi Lin, Shi Shuyan, et al. Fracture failure analysis of 3Cr13 steel diesel circulating pump spindle[J]. Heat Treatment of Metals, 2020, 45(7): 202-205.
[5]彭超峰, 陈成. 2Cr13主轴的失效分析[J]. 金属材料与冶金工程, 2014, 42(5): 32-35.
Peng Chaofeng, Chen Cheng. An analysis of 2Cr13 spindle failure[J]. Metal Materials and Metallurgy Engineering, 2014, 42(5): 32-35.
[6]余钊辉, 张建国, 王泓, 等. 38CrMoAlA钢表面氮化多冲疲劳性能研究[J]. 热加工工艺, 2010, 39(14): 155-157.
Yu Zhaohui, Zhang Jianguo, Wang Hong, et al. Study on the fatigue properties of 38CrMoAlA steel surface nitriding and multi-impact[J]. Hot Working Technology, 2010, 39(14): 155-157.
[7]刘美些. 金属材料失效分析基础与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2017: 84-90.
[8]杨川, 高国庆. 金属零部件失效分析基础[M]. 北京: 国防工业出版社, 2014: 79-82.
[9]苏锡久, 陈英. 金属材料断口分析及图谱[M]. 北京: 科学出版社, 1991: 239-240.
[10]马小明, 肖鹏. 38CrMoAlA挤出机螺杆轴断裂失效分析[J]. 热加工工艺, 2016, 45(10): 246-249, 245.
Ma Xiaoming, Xiao Peng. Fracture failure analysis of 38CrMoAlA extruder screw shaft [J]. Hot Working Technology, 2016, 45(10): 246-249, 245.
[11]张业勤, 王俊丽, 钟平, 等. 热处理工艺对38CrMoAlA钢组织与性能的影响[J]. 科技导报, 2012, 30(3): 41-45.
Zhang Yeqin, Wang Junli, Zhong Ping, et al. The effect of heat treatment process on the structure and properties of 38CrMoAlA steel[J]. Science and Technology Review, 2012, 30(3): 41-45.
[12]陈继雄, 刘卫航, 彭晓枫. Q345B厚钢板显微组织中带状组织的形成原因及工艺改进[J].理化检验(物理分册), 2021, 57(5): 18-20, 26.
Chen Jixiong, Liu Weihang, Peng Xiaofeng. Formation reason and process improvement of banded structure in microstructure of Q345B thick steel plate [J]. Physical Testing and Chemical Analysis (Part A: Physical Testing), 2021, 57(5): 18-20, 26.
[13]刘龙明. 调质工艺对结构钢渗氮层深度的影响[J]. 金属热处理, 2014, 39(11): 135-136.
Liu Longming. Effect of quenching and tempering on nitrided case depth of structural steel[J]. Heat Treatment of Metals, 2014, 39 (11): 135-136.
[14]陆卫东, 刘雪燕, 李耀华, 等. 38CrMoAl 钢中粒状贝氏体对渗氮层组织和性能的影响[J]. 热处理, 2006, 21(4): 28-32.
Lu Weidong, Liu Xueyan, Li Yaohua, et al. The effect of granular bainite in 38CrMoAl steel on the microstructure and properties of nitrided layer[J]. Heat Treatment, 2006, 21(4): 28-32.

[1]	王玉岱, 刘洋, 朱言言, 田象军, 程序, 冉先喆, 钱婷婷. 热处理对复合制造AerMet100超高强度钢组织均匀性与拉伸性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 1-9.
[2]	张子延, 陈君, 陈晓亚, 李全安, 刘建鑫. 固溶时效处理对Mg-4Sm-3Gd-0.5Zr合金显微组织和耐蚀性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 10-16.
[3]	梁恩溥, 徐乐, 杨勇, 王毛球. 添加Al、Cu对40CrNi3MoV钢组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 17-23.
[4]	祁晓亮, 李岩, 定巍, 赵增武. 含Al中锰TRIP钢原始组织对临界退火后组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 24-29.
[5]	陈保安, 张静媛, 祝志祥, 韩钰, 潘学东, 张磊, 陈素红. 化学成分对高强Al-Mg-Si合金组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 30-38.
[6]	陈东俊, 李广阳, 刘刚. 时效处理对AlSi9Cu3压铸铝合金组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 53-56.
[7]	陈连生, 张露友, 田亚强, 杨子旋, 李红斌, 潘红波, 魏英立. 低碳高强舰船用钢的CCT曲线及其组织性能[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 63-68.
[8]	贾昌远, 霍元明, 何涛, 霍存龙, 刘克然. 40CrNiMo钢高温拉伸变形行为和组织演变规律[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 69-74.
[9]	王云龙, 余伟, 张昳, 史佳新, 李明辉. 奥氏体化温度对贝氏体钢等温转变及力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 80-85.
[10]	刘丽艳, 毕文珍, 韦习成. Mn元素对热冲压钢镀锌层组织演变的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 93-99.
[11]	付锡彬, 陈子豪, 张可, 赵时雨, 孙新军, 朱正海, 梁小凯, 雍岐龙. 淬火温度对高Ti低合金耐磨钢组织及力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 122-127.
[12]	宿鹏吉, 麻永林, 董丽丽, 杨雪峰. 磁场预退火处理对CGO钢组织与织构的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 128-132.
[13]	李立, 曾艳, 吴晓春. 4Cr5Mo2VCo钢的热处理工艺优化[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 133-140.
[14]	吕杰晟, 宋志刚, 何建国, 丰涵, 郑文杰, 朱玉亮. S32205双相不锈钢冷轧退火组织转变及强塑化机理分析[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 141-145.
[15]	王琪, 吴光亮. 回火温度对1100 MPa级高强钢组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2022, 47(4): 146-150.

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