滚珠丝杠|直线导轨|直线电机|进口轴承专业经销商

42CrMo轴承断裂失效分析

首页 > 新闻中心 > 技术资料    发布时间:2019/10/20 21:28:13 点击量:

失效件为汽车电机轴,材质为42CrMo,热处理工艺为调质处理,机加工顺序为车、磨、铣。该电机轴在使用4年左右,轴承损坏并更换过轴承,更换轴承后使用一段时间发生断轴,断面正好与轴承背面贴平。如图1所示,断裂位置位于P1和P2之间,P2和P3本为一体,厂家已将P2、P3之间部分锯切掉,此部分距离断口较远,不影响断轴原因分析。

 

一般轴颈补焊过程中要遵循的以下原则:

  (1)由于所焊接的电机轴是经过调质处理的,在焊接加工后不可能对其进行恢复热处理工艺,因此,焊接后的强度要达到或接近电机轴原有的机械性能,并在焊接过程中采取合理措施减小热影响区的软化。
  (2)尽可能减小焊接变形,为后续的机加工带来方便。
  (3)碳量及合金元素含量较高,焊接时有较大的热裂纹敏感性并有较大的冷裂纹倾向,焊接时应避免焊接裂纹的产生。
  从外观检查及低倍分析可知,断口位于轴肩过渡圆角位置,该位置存在较多补焊后未焊合的缺口,且缺口的尺寸较大,约半根轴表面呈高温氧化色,说明在补焊过程中受热程度特别高,影响范围大,即补焊后残留较高的热应力。
  后续SEM/EDS、金相分析确定断裂起源于表面的未焊合的缺口,也是补焊后的热影响区,呈多源分布特征。熔融区存在较多的魏氏体组织,心部也存在少量魏氏体组织和和较严重的带状组织,魏氏体组织塑性差、韧性低,会明显降低轴的强度,也是热应力残留较高的特征之一,可见电机轴在补焊后未能消除热应力影响。
  从硬度上看,参考GB/T3077-199标准,心部受焊接热影响,导致硬度偏高。
  从成分上看,电机轴用料正确,无错料现象。

  综上,电机轴失效原因为补焊位置存在较大热应力,且易应力集中的轴肩过渡圆角位置存在表面缺陷,受扭力作用条件下在表面缺口缺陷位置疲劳起源开裂,导致电机轴扭转疲劳失效。

  电机轴失效的原因为轴颈位置补焊后存在较大的热应力,轴肩过渡圆角位置存在未焊合的缺口,加上轴肩过渡圆角属于易应力集中位置,在扭力作用下未焊合的缺口成为疲劳源,最终导致扭转疲劳断裂失效。

上篇:轮毂轴承常见失效模式   下篇:慎重选用轴承游隙和防止轴承打滑