1、測試背景
某公司進(jìn)行差速器殼體扭轉(zhuǎn)疲勞實驗，實驗要求：殼體扭轉(zhuǎn)12W次循環(huán)，單邊循環(huán)不換齒一直做到失效，運(yùn)行到70575循環(huán)時，靠近差殼頂部軸頸的半軸齒輪出現(xiàn)裂紋。
差速器制造工藝流程：毛坯-冷切邊-拋丸-鉆孔-車內(nèi)孔-車球面、背錐-熱處理-磨內(nèi)孔-磨球面，材質(zhì)SAE 8620H，不良品如下圖所示。
產(chǎn)品開裂照片
2、分析流程或?qū)嶒灧桨?/span>
3、測試結(jié)果
3.1 | 斷口分析（SEM）
小結(jié)：
1#-1區(qū)域外表面為沿晶形貌，1#-2、2#、3#、4#基材內(nèi)部為準(zhǔn)解理加韌窩形貌，裂紋源位于齒根部外表面，2#部分位置和4#背面區(qū)域存在磨損，3#位置存在夾雜物脫落凹坑和殘留油污。斷口多處存在疲勞特征，樣品整體為脆性開裂。
3.2 | EDS能譜分析
（邊緣、芯部）
EDS成分分析區(qū)域
成分分析結(jié)果見下表(wt%)
小結(jié)：
位置1表面沿晶形貌成分未發(fā)現(xiàn)明顯異常，位置2芯部區(qū)域可能為夾雜物或夾雜物脫落后留下孔洞以及油污。
3.3 | EDS能譜分析
(截面）
EDS成分分析區(qū)域
成分分析結(jié)果見下表(wt%)
小結(jié)：
對疏松位置和擴(kuò)展裂紋內(nèi)進(jìn)行EDS分析,疏松位置可能存在滲入的油污和夾雜物。
3.4 | 樣品材質(zhì)分析
小結(jié)：
成分結(jié)果表明，工件符合8620H規(guī)格。
3.5 | 維氏硬度分析
小結(jié)：
芯部硬度符合客戶提供的規(guī)格要求。
3.6 | 夾雜物＋金相組織分析
小結(jié)：
測試位置夾雜物評級約為D類球類氧化物2.5級，未見其他夾雜物。拋光態(tài)下齒輪表面較為疏松存在微裂紋和沿晶擴(kuò)展裂紋，疏松位置和擴(kuò)展裂紋位置存在疑似夾雜物。樣品表面為滲碳組織，表面為針狀馬氏體組織和白色顆粒狀碳化物，過渡位置為馬氏體和沿晶界分布的托氏體組織，芯部組織為馬氏體組織和少量鐵素體組織。
4、分析討論
1.金屬材料在循環(huán)載荷作用時，會使應(yīng)力集中，導(dǎo)致疲勞開裂；
2.材料內(nèi)部較多的夾雜物，循環(huán)載荷作用時，產(chǎn)生較多微裂紋；
5、結(jié)論
樣品表面較粗糙且存在微裂紋，非金屬夾雜氧化物較多，且樣品為滲碳件，在疲勞測試中易在齒根部表面造成應(yīng)力集中，從而降低疲勞壽命，導(dǎo)致樣品發(fā)生脆性開裂。
6、改善建議
建議調(diào)整材料工藝，減少非金屬夾雜物。
京公網(wǎng)安備11010802046783號
