大弧齿轮轴使用半年断裂

孤鸿踏雪

         
         这是一款纺织机械上的轴，材料为40Cr，要求调质28~32HRC。纺织机械出口东南亚，也有内销产品。年前，在硬度断了几支，断裂位置均在锥面的同一位置，后来换了货，至今未接到反馈，本案的断裂件是2015年11月份发至国内南通用户的，今年5月12日发生断裂事件。
         目前只能上传几幅端口的宏观照片

海天一色

疲劳断的吧，多源？断裂在图纸的哪个位置能否标识？还有断口表面好像有高温痕迹，断后形成的？什么工况？

孤鸿踏雪

         断裂位置均在锥面上，但未及螺孔。

海天一色

断裂了几根？断裂位置有什么特殊性吗（比如CAE计算的应力较大位置，与其他零件匹配位置等），另外材料排查过吗

孤鸿踏雪

海天一色 发表于 2016-5-29 14:23
断裂了几根？断裂位置有什么特殊性吗（比如CAE计算的应力较大位置，与其他零件匹配位置等），另外材料排查 ...

        去年在硬度断了五六支，换件重新装机后，至今未见反馈；本案是前不久（5月12日）国内企业发生的。断裂位置无一例外，都在锥面贴近直面而未及螺孔的位置，材料没问题

柠檬可乐

结构设计缺陷？锥面过渡的地方最好应该圆弧过渡吧？

清淡

有没有完好的整体图？断样表面有没有什么明显的压痕这些？

Francois

估计在光滑面的圆锥面上应该有磕碰的痕迹

孤鸿踏雪

柠檬可乐 发表于 2016-5-30 13:48
结构设计缺陷？锥面过渡的地方最好应该圆弧过渡吧？

断裂位置并不在锥面和直杆的交界线上

孤鸿踏雪

清淡 发表于 2016-5-30 14:13
有没有完好的整体图？断样表面有没有什么明显的压痕这些？

我没有体视显微镜，我一将试样端口面清洗后发给你了，希望你收到后，用你的“高大上”器材，再加上你那精湛的技艺做出清晰的照片展现给大家

孤鸿踏雪

Francois 发表于 2016-5-30 15:09
估计在光滑面的圆锥面上应该有磕碰的痕迹

这个，真木有。

海天一色

孤鸿踏雪 发表于 2016-5-30 11:20
去年在硬度断了五六支，换件重新装机后，至今未见反馈；本案是前不久（5月12日）国内企业发生的。 ...

几个方面排除一下吧：确认一下在印度断的是否是同一批次的零件，更换装机的是否和失效件同一批次，这个目的是确认是否存在失效件单批次问题；第二个是断裂位置（锥面）是否是与其他零件匹配交界面位置，这个来确认是否是工作的应力较大位置，这个也可以通过设计CAE的仿真结果来评判，看看该位置的工作应力是否会偏大；第三个就是实际工况了解一下，看看是否存在超过设计的工况。你这个零件一直是这种设计的话，结构缺陷概率不大，但是断裂部位设计的安全系数是否会偏低，材料性能或工况条件波动引起大载荷下的疲劳断裂。

孤鸿踏雪

海天一色 发表于 2016-5-31 20:27
几个方面排除一下吧：确认一下在印度断的是否是同一批次的零件，更换装机的是否和失效件同一批次，这个目 ...

        很多细节问题，我们并不掌握，只知道这个产品原来是20CrMnTi渗碳淬火的，不知何故，后来改为40Cr调质。

海天一色

那这个就不是很好查了，从零件的分析只能到零件的断裂形式，以及确认材料等，进一步确认断裂的根子里的原因，之前我提到的这些东西都要了解的，不然很难给出一个明确的结论。我这边做过不少的类似没有明确结论的案例，疲劳断裂，可能与应力有关，材料正常。基本到这里就结束了，建议最多是建议校核工作载荷之类的。我看你这个估计就会到这种结论。

搬运工

孤鸿踏雪 发表于 2016-6-1 09:15
很多细节问题，我们并不掌握，只知道这个产品原来是20CrMnTi渗碳淬火的，不知何故，后来改为40Cr ...

看看组织或许就有数了。
猜测是热处理质量问题导致的失效。

孤鸿踏雪

搬运工 发表于 2016-6-1 20:55
看看组织或许就有数了。
猜测是热处理质量问题导致的失效。

芯部组织有铁素体，以老孤之见，可评为4级

搬运工

孤鸿踏雪 发表于 2016-6-2 09:44
芯部组织有铁素体，以老孤之见，可评为4级

是否方便上传截面上不同位置处的金相组织图片，供大家欣赏一下呢？

孤鸿踏雪

搬运工 发表于 2016-6-2 10:25
是否方便上传截面上不同位置处的金相组织图片，供大家欣赏一下呢？

到这儿看http://www.rclhome.net/forum.php ... 22260&fromuid=8

双溪六石sky

40Cr做这轴没问题。我估计：工艺是这样的，工件的一头35深孔钻好后才热处理，并且还不是油冷，用了水冷，淬火后孔尖产生裂纹，断面才会有生锈的痕迹。可以量一下，这个试样中心轴线位置尺寸应该在37mm左右。