Анализ отказов при переломе болта головки блока цилиндров

Положения переломов двух болтов крепления головки блока цилиндров (номера 1 и 2 соответственно) находятся на стыке стержня и головки. Болты в основном подвергаются скручивающей нагрузке во время сборки и затяжки. В это время главное напряжение находится под углом 45° к оси, а напряжение сдвига перпендикулярно оси. С точки зрения разрушения, область зарождения трещины находится под углом 45° к оси, что выглядит как нормальный перелом при кручении, являющемся результатом нормального напряжения. Область мгновенного разрушения перпендикулярна оси, а площадь области мгновенного разрушения составляет большую часть общей площади разрушения, что указывает на то, что напряжение во время разрушения велико или прочность материала недостаточна.

2.2　Анализ химического состава и микроструктуры

Марка материала болта — сталь 40Cr, требования к твердости — 32～38HRC, требования к металлографической структуре — уровень 1～3 (JB/T8837-2000). После проверки был определен химический состав (массовая доля) препарата №1. 1 болт головки блока цилиндров соответствует требованиям GB/T3077-1988, см. таблицу 1. Матричная структура двух болтов представляет собой тонкоотпущенный сорбит, который оценивается в соответствии с JB/T8837-2000, а структура имеет класс 1, что соответствует техническим требованиям классов от 1 до 3. Граница зерен в краевой структуре отчетливо видна, но ее цвет явно светлее остальных участков. Предполагается, что на поверхности имеется обезуглероженный слой, а №2. 2 болта более очевидны. (Руководство: Кратко опишите здравый смысл крепежа)

Оба болта имеют остаточную ленточную структуру, в ленточной структуре присутствуют неметаллические включения. Состав группы No. 1 болт показан на рисунке 2. Сульфидоподобные включения между ними отчетливо видны, но все они находятся в пределах указанного диапазона. .

2.3　Испытание на микротвердость

Магнитопорошковая проверка не выявила магнитных следов. После испытаний значение твердости №. 1 болт имеет твердость 34HRC, а твердость №. 2 болта имеют твердость 36HRC и 37HRC, что соответствует техническим требованиям 32～38HRC. Поскольку болт прошел закалку и отпуск, похоже, до сих пор нет данных, позволяющих определить наличие на кромке обезуглероженного слоя по металлографической структуре. Для подтверждения наличия обезуглероженного слоя по краю был проведен тест на микротвердость по краю и в центре. Твердость края ниже, чем твердость центра, что еще раз подтверждает наличие обезуглероженного слоя на краю. Уменьшение содержания углерода на краях снижает степень эрозии, поэтому цвет становится светлее, а границы зерен отчетливо видны. Хотя поверхность болта после закалки и отпуска подвергается механической обработке для удаления обезуглероженного слоя, полученного термической обработкой, часто бывает трудно удалить обезуглероженный слой механической обработкой в ​​месте соединения стержня и головки. Обезуглероженный слой сохраняется на стыке

2.4　Анализ и обсуждение

Поскольку максимальное напряжение находится на кромке болта, а на кромке происходит обезуглероживание, то прочность кромки снижается. Хотя на болте имеется определенное количество обезуглероженного слоя, наличие обезуглероживающего слоя всегда вредно для службы болта. Поскольку трещина возникает в результате обезуглероживания, обезуглероживание становится одним из основных факторов выхода из строя болта.

Другие новости отрасли штамповки деталей оборудования: