• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      某電廠電動機(jī)軸斷裂分析

      2022-09-20 06:16:20周鵬
      金屬加工(熱加工) 2022年9期
      關(guān)鍵詞:室溫斷口電動機(jī)

      周鵬

      遼寧紅沿河核電有限公司 遼寧大連 116319

      1 序言

      電動機(jī)軸是電動機(jī)設(shè)備運(yùn)行的關(guān)鍵部件,某電廠電動機(jī)軸發(fā)生斷裂,其材料采用45鋼。45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,是軸類零件常用材料,其經(jīng)過調(diào)質(zhì)后,可得到較好的切削性能,且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合力學(xué)性能。目前,國內(nèi)外許多學(xué)者在軸承的失效分析方面開展了大量研究。胡兆祥等[1]對電廠常規(guī)島水泵軸承斷裂原因分析認(rèn)為,機(jī)組功率的頻繁或大范圍波動,將促使電動機(jī)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)疲勞斷裂。另外,材質(zhì)問題對設(shè)備失效起到加速作用。泵軸材質(zhì)為45鋼,由于調(diào)質(zhì)處理不合理,故材料組織出現(xiàn)了二次鐵素體和魏氏組織,降低了材料疲勞強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度。同時(shí),軸心冶金缺陷使泵軸出現(xiàn)了扭轉(zhuǎn)疲勞直至斷裂[2,3]。高學(xué)平[4]認(rèn)為泵動力端被動軸心部存在枝晶組織、夾雜物和孔隙疏松等缺陷及不均勻組織,會造成泵軸脆性斷裂。電動機(jī)軸表面加工缺陷易形成早期裂紋萌生區(qū),材料組織晶粒粗大及非金屬夾雜物導(dǎo)致材料的疲勞極限和屈服強(qiáng)度降低[5]。

      2 材質(zhì)及性能檢測

      2.1 宏觀觀察

      圖1所示為斷裂電動機(jī)軸宏觀形貌。其中,圖1a所示為電動機(jī)軸整體形貌;圖1b所示為電動機(jī)軸斷口宏觀形貌。由圖1b可見,電動機(jī)軸在沿軸徑變化的倒角處斷裂,斷口整體無明顯的塑性變形,大部分?jǐn)嗝孑^平整,僅在最后斷裂區(qū)有撕裂變形。此外,斷口表面有周向磨損痕跡,最終斷裂區(qū)位于軸表面到中心約1/3處。斷口附近的軸表面也有輕微腐蝕特征,如圖1c所示。

      圖1 電動機(jī)軸宏觀形貌

      2.2 化學(xué)成分分析

      對電動機(jī)軸斷口附近進(jìn)行化學(xué)成分分析,結(jié)果見表1。由表1可見,試樣的化學(xué)成分未見明顯差異,且均滿足GB/T 699—2015《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》要求。

      2.3 力學(xué)性能測試

      依據(jù)GB/T 231.1—2018《金屬材料 布氏硬度試驗(yàn) 第1部分:試驗(yàn)方法》,在斷口附近切取的全截面金相試樣上進(jìn)行布氏硬度檢測,結(jié)果見表2。從表2可看出,在電動機(jī)軸近表層、1/2半徑處及心部位置,硬度值基本相同,且硬度較為均勻。

      表2 硬度檢測結(jié)果 (HBW)

      依據(jù)GB/T 228.1—2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分:室溫試驗(yàn)方法》及GB/T 229—2007《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》,分別對電動機(jī)軸取樣進(jìn)行室溫拉伸和室溫沖擊性能測試。其中,室溫拉伸試樣采用φ5mm棒狀試樣,沖擊試樣采用10mm×10mm×55mm標(biāo)準(zhǔn)U型缺口試樣。試驗(yàn)結(jié)果及對比見表3。

      表3 室溫拉伸、沖擊性能測試結(jié)果及對比

      電動機(jī)軸采用鍛造工藝生產(chǎn),參考JB/T 1271—2014《交、直流電機(jī)軸鍛件 技術(shù)條件》規(guī)定:45鋼一般可按照正火+回火進(jìn)行熱處理,熱處理后的性能要求見表3。由表3可見,本次斷裂的電動機(jī)軸取樣室溫拉伸性能均能滿足上述標(biāo)準(zhǔn)要求,沖擊吸收能量則略低于標(biāo)準(zhǔn)的下限值。

      2.4 金相檢測

      圖2a、b所示分別為垂直、平行于電動機(jī)軸軸向斷口附近處試樣的金相組織。從圖2a、b可見,電動機(jī)軸斷口附近整個(gè)截面上顯微組織均為鐵素體+珠光體,未見明顯的帶狀組織等偏析特征,但有少量的魏氏組織。圖2c所示為斷口處顯微組織形貌,斷口截面較平整,呈穿晶斷裂特征。

      圖2 電動機(jī)軸軸向斷口顯微組織

      2.5 非金屬夾雜物檢測

      取電動機(jī)軸縱截面金相試樣,在拋光態(tài)下對樣品截面進(jìn)行非金屬夾雜物檢測,結(jié)果如圖3a所示。由圖3a可見,電動機(jī)軸材料中截面均存在較多的非金屬夾雜物[6,7]。能譜分析如圖3b、c所示,具體成分見表4,結(jié)果表明,非金屬夾雜物主要為硅酸鹽和硫化物。

      表4 能譜分析成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)) (%)

      圖3 非金屬夾雜物及能譜分析

      2.6 斷口分析

      圖4所示為斷口在掃描電鏡下的微觀形貌。由圖4可知,斷口整體上較為平齊,僅在終斷區(qū)出現(xiàn)塑性變形特征。斷口表面有周向旋轉(zhuǎn)磨損特征,靠近軸表面存在較多的啟裂臺階(如位置1,見圖4b),即啟裂源呈線源特征[1,8];在擴(kuò)展區(qū)位置2(見圖4c)和位置3(見圖4d)均發(fā)現(xiàn)明顯的疲勞條帶,表明斷口斷裂性質(zhì)為疲勞斷裂[2,9];位置4(見圖4e)也發(fā)現(xiàn)明顯的疲勞條帶,且疲勞條帶的間距要大于位置2和位置3的疲勞條帶間距,表明位置4相對于位置2和位置3斷裂較晚,所受應(yīng)力相對較大;位置5(見圖4f)為最后斷裂區(qū),即瞬斷區(qū),低倍下有明顯的塑性變形,微觀上呈韌窩形貌。終斷區(qū)位于軸約1/2半徑處,且軸的表面存在旋轉(zhuǎn)磨損特征。綜上可看出,該電動機(jī)軸斷口屬于旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷裂斷口[10,11]。

      圖4 斷口掃描電鏡微觀形貌

      3 結(jié)果與分析

      通過對斷裂電動機(jī)軸取樣進(jìn)行各項(xiàng)理化性能檢測,并結(jié)合電動機(jī)軸的運(yùn)行工況,對其斷裂原因進(jìn)行綜合分析。

      1)電動機(jī)軸材料為45鋼,化學(xué)成分符合GB/T 699—2015要求;金相組織為鐵素體+珠光體,為45鋼退火或正火后的組織,組織中還存在少量的魏氏組織特征;材料中存在較多的硅酸鹽和硫化物類非金屬夾雜物;材料室溫拉伸性能可滿足JB/T 1271—2014對45鋼正火+回火處理后的性能要求,但沖擊吸收能量略低于標(biāo)準(zhǔn)要求的下限值,這可能與組織中存在的少量魏氏組織及大量的非金屬夾雜物 有關(guān)。

      2)電動機(jī)軸斷裂性質(zhì)為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷裂。經(jīng)核實(shí),該電動機(jī)軸服役工況為長期處于振動超標(biāo)狀態(tài),振動是引起電動機(jī)軸疲勞斷裂的直接原因。

      3)斷口位置表面加工粗糙,且存在明顯的腐蝕特征,容易在粗糙的溝槽處和腐蝕坑位置形成應(yīng)力集中,在一定程度上促進(jìn)了疲勞微裂紋的萌生。此外,電動機(jī)軸材料中較高含量的非金屬夾雜物也是促進(jìn)疲勞源區(qū)微裂紋萌生的因素之一。

      4 結(jié)束語

      通過對某電廠斷裂電動機(jī)軸取樣試驗(yàn)分析,得出如下結(jié)論。

      1)電動機(jī)軸使用材料為45鋼,組織為正火或退火態(tài)。由于材料中非金屬夾雜物含量較多,因此建議控制原材料質(zhì)量,采用非金屬夾雜物含量較低的較純凈材料進(jìn)行制造。

      2)電動機(jī)軸斷裂性質(zhì)為旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞斷裂,振動是引起其斷裂的主要原因。此外,斷口所在位置倒角表面加工粗糙、表面存在腐蝕、材料中非金屬夾雜物含量較高等因素,都在一定程度上促進(jìn)了疲勞微裂紋的萌生。

      3)45鋼為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,但耐腐蝕性較差,建議減少與S、Cl等腐蝕介質(zhì)的接觸,以避免軸表面受到腐蝕。

      猜你喜歡
      室溫斷口電動機(jī)
      超導(dǎo)追求
      42CrMo4鋼斷口藍(lán)化效果的影響因素
      126 kV三斷口串聯(lián)真空斷路器電容和斷口分壓的量化研究
      寧夏電力(2022年1期)2022-04-29 03:49:18
      淺析電動機(jī)日常維護(hù)與保養(yǎng)
      Microstructure and crystallographic evolution of ruthenium powder during biaxial vacuum hot pressing at different temperatures
      貴金屬(2021年1期)2021-07-26 00:39:14
      永磁同步電動機(jī)的節(jié)能計(jì)算
      室溫采集裝置及供熱二級管網(wǎng)智能化改造
      煤氣與熱力(2021年2期)2021-03-19 08:55:50
      一種在室溫合成具有寬帶隙CdS的簡單方法
      基于KB0的電動機(jī)軟啟動控制系統(tǒng)
      電動機(jī)的保護(hù)配合及CPS在民用建筑中的應(yīng)用
      马边| 大悟县| 平陆县| 缙云县| 阳谷县| 黔南| 宜良县| 尉犁县| 台江县| 屏南县| 太白县| 清流县| 慈溪市| 萝北县| 唐山市| 安义县| 扶绥县| 城市| 驻马店市| 佛山市| 资中县| 乌兰县| 巩留县| 邯郸市| 星子县| 宜都市| 石楼县| 枣庄市| 台东县| 肥东县| 凉城县| 五大连池市| 丽江市| 通渭县| 中阳县| 唐海县| 花垣县| 临朐县| 天镇县| 威宁| 南陵县|