失效分析 1、磨损 摩托车高速齿轮
观察
观察
从侧面观察：
电子探针观察表面
磷化膜
减磨
摩托车发动机连杆使用6000h断裂， 材料：20CrMo 加工路线：下料—模锻成型—机加工—表面镀铜 防止渗碳—可控气氛多用炉渗碳淬火、回火—装配
摩托车连杆断裂
察
观察
离合器 材料：08F
离合器零件-1
与供货厂家协商，限制钢中非金属夹杂物的来 源，炉前脱氧要良好，使用硅锰复合合金，以减少 钢中残余的脱氧产物。保证钢包吹氩时间不小于 8min，促进夹杂物上浮。喂Si—Ca丝改善夹杂物 形态。采用氩气保护浇注，减少二次氧化。使用Al 脱氧，为保证钢中Al含量．做好出钢前插A1 1kg／ t。浇注中采用低温浇注，减轻钢锭的偏析，浇注 温波动控制在lO℃ 以内。加大钢锭冒口和底部的 切除量等。
离合器零件-2
离合器零件-3
离合器零件-4
零件表面加工过程中产生的微细划痕，在外力 作用下造成应力集中，该处与渗氮层中的疏松（渗 氮层中的薄弱部位）相接形成可扩展的裂纹源；同 时强度较高的渗氮层阻止表面塑性变形，不能消除 该处的应力集中，因此在外力作用下产生缺口拉 伸，最后形成脆性解理断裂。 建议 1．提高模具加工精度。 2．在模具表面出现磨损后立即停止使用，更换 新模具。 3．润滑剂应及时更换或定期过滤金属磨粒。 4．控制渗氮浓度，减少渗氮疏松度。
42CrMo钢 非金属夹杂物图所示，根据国家标准GB/T105611989评定为A2.5e，C1e，D1.5e
从图可以看出粗大条状硫化物在宽度为50μm的 范围内分布，形成2000μm长度上的异质区。结 合金相照片分析，部分硫化物可能沿奥氏体晶界析 出，造成钢材的脆性。 应用断裂力学理论计算表明，当氧硫化物长度 尺寸大于65μm，硫化物长度尺寸大于300μm 时，发生裂纹的几率为100%。因此，对于检测报 告中所表示的硫化物形态和尺寸，造成钢材的不连 续性是明显的。
钢中非金属夹杂物分析 钢料尺寸： 30Mn5： 132×130×23mm 42CrMo： 150×130×23mm
30Mn2钢非金属夹杂物 ×100 非金属夹杂物如图所示，根据国家标准 GB/T10561-1989评定为A2.5e，D1.5e
从图可以看出硫化物的长度尺寸为800μm （0.8mm），结合金相照片分析：此处形成一个Z 字形的600×200μm尺寸的异质区。箭头A所指形 成一个近似于三角形的300×300×300μm尺寸的 异质区。这种硫化物割裂基体金属，破坏钢材的内 部连续性，形成较大尺寸的缺陷区域。
GCr15模具，840℃淬火后开裂
GCr15轧辊淬火后线切割开裂
42CrMo齿轮淬火开裂
飞机轮箍螺栓在降落时4支断裂
根据螺栓的疲劳区与快速断裂区的微观形貌， 断口形貌为准解理为主的脆性断口，产生脆性断口 的原因是因为螺栓受到较大的应力后，一次性造成 的断裂；同时从断口形貌可以看出断裂时产生的擦 伤痕迹，断口表面存在许多细小的二次微裂纹，也 属于脆性断口。