某汽车发动机曲轴失效分析

发动机曲轴是汽车最重要的部件之一,其主要功能是将活塞的往复直线运动转换为旋转运动并输出扭矩,同时将活塞产生的功转变为有用扭矩。曲轴在工作过程中会承受气体惯性力、往复惯性力及扭转惯性力等周期性载荷作用,极易导致失效,且失效往往是突发性的缺乏先兆,一旦发生将会造成重大损失。随着用户对产品质量和可靠性要求的提高,研究曲轴早期失效的原因变得尤为重要。针对某汽车发动机曲轴开裂的失效事故开展了调查和研究,通过对事故发生前期的使用情况及维护保养情况的调查,以及对曲轴的宏观形貌、开裂面的宏观及微观形貌、化学成分、金相组织、连杆颈表面淬硬层深度和基体力学性能等方面的研究,深入分析了曲轴开裂的原因,讨论了失效过程。结果表明,长期承受多种周期性载荷作用,产生应力集中是导致曲轴在最薄弱处发生疲劳断裂的主要原因。这一研究为改进曲轴设计、制造工艺和使用维护提供了科学依据,以提高其可靠性和延长使用寿命。

C36000注塑模具铜芯失效分析

采用直读光谱仪、场发射扫描电镜、维氏硬度仪、金相显微镜等,对C36000注塑模具铜芯的失效件和正常件进行试验对比。结果表明:失效件和正常件的Cu、Pb含量均低于标准值,失效件和正常件的金相组织基本一致,失效件的维氏硬度值高于正常件;EDS微区成分分析发现,晶界部位出现Pb元素偏聚现象,失效件的断口部位呈现“冰糖状”形貌,为脆性断裂特征。

发动机螺栓断裂失效原因及机理研究

故障发动机被拆解后发现固定连杆轴瓦的螺栓发生了断裂,通过对断裂失效螺栓件进行宏观观察、化学成分分析、金相组织分析、力学性能测试及SEM断口形貌观察,确定了螺栓断裂的原因。结果表明,连杆螺栓断裂失效的主要原因是调质处理过程中回火不完全,组织中存在淬火马氏体,以及螺栓在滚丝过程中存在微裂纹缺陷,引起低周疲劳断裂。

TA2丝材循环拉伸力学性能研究

为了研究循环载荷频次与力学行为之间的关系,通过试验对比了单轴拉伸与不同循环载荷次数下退火态TA2的力学性能。结果表明:在循环载荷20次范围内,TA2/M断后伸长率会随循环载荷次数的增多而增大;随着载荷的不断循环,材料晶粒位错密度逐渐增加、几何必要位错得到不断积累,使得TA2/M塑性变形阶段的拉伸应力出现缓慢上升;同时,由于塑性变形阶段加工硬化率的急剧下降,在颈缩阶段背应力和有效应力均呈现下降趋势。

7075-T651铝合金摩擦磨损性能研究

为研究7075铝合金表面质量与摩擦磨损性能间的关系,在摩擦磨损试验机上进行了7075-T651铝合金与Si3N4球的对磨实验,探讨了不同表面粗糙度对该铝合金摩擦磨损行为的影响。实验结果表明:试样初始表面粗糙度和摩擦系数,二者之间无明显关系;在1 min的摩擦磨损实验中,试样表面粗糙度为0.074μm的铝合金磨损量最小为0.12 mg;在磨损过程中,磨损损伤表面存在微切削和挤压剥落的现象,并且出现鳞片状磨痕,主要磨损类型为磨粒磨损。

基于CCD的多级时效工艺对6061铝合金性能的影响

采用中心组合设计(Central composite design,CCD)试验方法对选定温度下的6061铝合金固溶+双级时效处理工艺中的时间参数进行系统试验设计,结合力学性能测试结果得出时间参数与抗拉强度的可靠数学模型(r^(2)=0.9078)。通过模型计算及方差分析结果可知二级时效时间对抗拉强度的影响十分显著且与抗拉强度呈负相关关系。据此得出最佳热处理工艺为550℃×108 min固溶+180℃×246 min峰时效+220℃×3 min二级时效,该工艺下6061铝合金的抗拉强度值为345 MPa,断后伸长率为13.5%。