125MN 拉伸機(jī)拉力柱裂紋失效分析

拉力柱是某大飛機(jī)項(xiàng)目125MN 拉伸機(jī)上的核心零件之一，拉力柱在粗加工過程中發(fā)現(xiàn)裂紋，經(jīng)超聲波探傷確認(rèn)，靠近鍛件一端有長度接近2000mm 超標(biāo)缺陷，參考當(dāng)量

2.0 ～

5.8mm，距離表面約500mm，如圖1 所示。該拉力柱為鍛件，材質(zhì)34CrNi3Mo，發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí)期為鍛后粗加工狀態(tài)。

試驗(yàn)材料與方法

試驗(yàn)材料為鍛后熱處理狀態(tài)的拉力柱，材質(zhì)34CrNi3Mo，工件輪廓尺寸：

630mm×5500mm，化學(xué)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1。鍛后熱處理的具體工藝為：890℃正火+800℃球化退火+650℃回火。在拉力柱缺陷部位的中間段鋸切一片厚度20mm的試片，將試片從裂紋處打開，取一小塊尺寸約20mm×20mm×20mm 試樣觀察其宏觀和微觀的斷口形貌，采用能譜儀分析斷口表面的夾雜物；將剩余部分經(jīng)過酸洗，觀察其低倍組織；再取一片涵蓋微裂紋尺寸約20mm×20mm×20mm 的試樣，進(jìn)行磨制、拋光，然后用4%的硝酸酒精腐蝕，制得金相試樣，采用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察其金相組織。

試驗(yàn)結(jié)果與分析

拉力柱的失效形態(tài)

拉力柱在鍛造后的粗加工過程中出現(xiàn)的裂紋失效宏觀形貌如圖1 所示。

低倍形貌分析

對(duì)磨制后的試片進(jìn)行熱腐蝕試驗(yàn)，將酸洗后的試片放置一定時(shí)間后，對(duì)其進(jìn)行低倍形貌觀察，失效處的低倍形貌如圖2(a)和2(b)所示，從圖中可以清晰地看出有一條與圖1 所示宏觀裂紋貫通且沿著酸洗面上白色條帶B 分布的波紋狀裂紋。從白色條帶B 的宏觀形貌和結(jié)構(gòu)來看，初步判斷其為獨(dú)立存在的夾雜物，具有異金屬夾雜物的低倍形貌特征，且其彎曲形態(tài)表明白色條帶B 具有良好的塑性，但在鍛造成形階段并未與基體鍛合。

化學(xué)成分分析

基體的化學(xué)成分用以鑒定材料成分是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并進(jìn)行評(píng)估材質(zhì)的優(yōu)劣。在裂紋附近進(jìn)行取樣并采用光譜儀對(duì)其進(jìn)行常規(guī)化學(xué)成分分析。基體A和條帶B 的化學(xué)成分見表2。

斷口是金屬破斷后獲得的一對(duì)相互匹配的斷裂表面及其外觀形貌，是共檢斷裂時(shí)的自然面。斷口分析是分析研究金屬材料斷口形貌特征、斷裂過程與斷裂機(jī)理之間關(guān)系的方法，也是分析失效原因的主要手段。斷口總是發(fā)生在金屬組織中最薄弱的地方，斷口的分析方法一般分為兩類，即斷口的宏觀分析法和微觀分析法。

斷口分析

從表2 中可以看出，基體A 和條帶B 的化學(xué)成分均滿足要求；但與基體A 相比，條帶B 中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)略低，尤其是C 元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)低0.06%，由于該拉力柱斷裂狀態(tài)是冶煉+鍛造后，可評(píng)判夾雜物為冶煉澆鑄過程中的水口節(jié)流導(dǎo)致。

⑴宏觀分析。

在所取試片上肉眼可見呈波紋形態(tài)的裂紋如圖2所示，裂紋邊緣比較圓滑，將裂紋沿裂縫處打開后，裂紋紋路清晰，表面光滑呈氧化色，有明顯褶皺且高低起伏，如圖3 所示。從斷口宏觀形貌來看，可直接排除拉力柱鍛件的裂紋缺陷為折疊裂紋。

將所取斷口試樣用酒精清洗干凈后，在掃描電子顯微鏡下觀察其斷口形貌，如圖5 所示，從圖(b)和(d)可以看出，裂紋表面存在明顯的氧化現(xiàn)象，從4張圖中均可以看出，有大量的夾雜物存在，夾雜物大小不一，形狀基本相似，均呈顆粒狀。

從“大數(shù)據(jù)”和“數(shù)據(jù)分析”中獲得價(jià)值的關(guān)鍵在于人本因素。一旦通過“數(shù)據(jù)分析”得出某種見解，改變商業(yè)決策、商業(yè)流程和員工行為來創(chuàng)造價(jià)值的主動(dòng)權(quán)還是掌握在人的手中。將“數(shù)據(jù)分析”得到的見解執(zhí)行出來只能由人來操作，我們都知道，策略的好壞完全取決于執(zhí)行效果。

①金相組織分析。

金相即金相學(xué)，就是研究金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的科學(xué)，還研究當(dāng)外界條件或內(nèi)在因素改變時(shí)，對(duì)金屬或合金內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，金相組織是反映金屬金相的具體形態(tài)。

圖6(b)和6(c)為表面存在的顆粒狀?yuàn)A雜物能譜，圖6(d)為基體能譜。對(duì)圖6(a)中方框區(qū)域進(jìn)行能譜分析，得知表面存在的顆粒狀?yuàn)A雜物的主要成分是Si，Mn，Mg，Al四種元素，為典型的D類夾雜物。結(jié)合低倍和化學(xué)分析，夾雜物可能是先凝固金屬攜帶掉入拉力柱鋼錠的。

②斷口形貌分析。

在圖2(b)紅色方框所示位置取金相試樣，將試樣經(jīng)磨制、拋光后，通過金相顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)裂紋邊緣存在顆粒狀的夾雜物，如圖4(a)所示；再將試樣經(jīng)4%硝酸酒精腐蝕后，用金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，裂紋邊緣存在輕微的氧化脫碳現(xiàn)象，且裂紋表面極其圓滑，如圖4(b)所示。

⑵微觀分析。

第一，20世紀(jì)20年代之前，英美文學(xué)中陌生化的語言主要以描繪風(fēng)景為主。在這一階段，作家在創(chuàng)作中開始接受并將陌生化藝術(shù)形式引入對(duì)田園生活的描述，其作用主要體現(xiàn)在對(duì)作品創(chuàng)作手法的襯托上。英美作家在作品中開始嘗試性地應(yīng)用陌生化語言。

圖5為在自然風(fēng)速5m/s時(shí)，相同噴霧條件下，輔助氣流速度對(duì)霧滴飄失率的影響。從圖5中可以看到：無輔助氣流時(shí)，霧滴飄移率在50%以上；有輔助氣流時(shí)，霧滴飄移率明顯減少。霧滴的飄移率隨著輔助氣流速度增大而減小。增大輔助氣流速度，增加流場向下氣流速，而且對(duì)周圍流場的影響范圍也相應(yīng)增大，能夠脅迫更多和大粒徑霧滴向標(biāo)靶運(yùn)動(dòng)。

綜上所述，黑龍江墾區(qū)的幾種石化產(chǎn)品使用量變動(dòng)情況將在一定程度上對(duì)其未來低碳農(nóng)業(yè)的發(fā)展速度產(chǎn)生一定的影響，所以如何降低以及控制碳源含量較高的農(nóng)用生產(chǎn)資料的使用，成為后期墾區(qū)發(fā)展低碳農(nóng)業(yè)要解決的首要問題。

(1)分類職稱評(píng)審模式。以廣西職稱評(píng)審權(quán)下放到具體高校為契機(jī)，根據(jù)學(xué)院的辦學(xué)定位，結(jié)合各學(xué)科、崗位特點(diǎn)，建立分類、分層次的評(píng)審機(jī)制，用“教學(xué)和科研并重”的分類評(píng)價(jià)模式取代傳統(tǒng)的“重科研、輕教學(xué)”的評(píng)價(jià)，同時(shí)將教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐及成果納入評(píng)價(jià)體系。如教師指導(dǎo)學(xué)生在國家級(jí)學(xué)科競賽獲得特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)的視同發(fā)表一篇中文核心，激發(fā)教師的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力。

結(jié)論

通過對(duì)拉伸機(jī)拉力柱的低倍分析、化學(xué)分析、斷口分析、能譜分析及金相組織分析等，可以得出如下結(jié)論：

⑴低倍試片上的亮條帶與基體邊界明顯，形態(tài)與異金屬夾雜物缺陷形貌一致。通過化學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，亮帶處成分各元素含量較基體成分略低，但均屬同一種材料，說明亮條帶是先凝固的金屬掉入同種材料鋼液中而形成的夾雜缺陷。

⑵通過掃描電鏡及能譜分析發(fā)現(xiàn)，裂紋表面存在大量的顆粒狀?yuàn)A雜物，這說明鍛件中的裂紋缺陷是金屬邊界上布滿的夾雜物未與基體完全熔合形成的夾雜裂紋。