Определение причин разрушения поворотного кулака автомобиля

В нашей испытательной лаборатории проведены испытания металла поворотного кулака автомобиля с определением причин его разрушения. Изображение разрушенного и целого поворотного кулака представлены на фото.

В результате визуального осмотра объекта не обнаружено явных следов пластической деформации ни в зоне разрушения, ни по всей длине разрушенного поворотного кулака. Зона разрушения выделена красным, разрушение произошло в месте технологического изгиба кулака.

Исследование, проведенное в испытательной лаборатории «МЕТАЛЛ-ЭКСПЕРТИЗА ТЕСТ», включало: химический анализа металла кулаков, испытание на статическое растяжение, измерение твердости металла и фрактографическое изучение поверхностей разрушения.

Исследованные кулаки изготовлены в соответствии с EN(-1563)-GJS-400-15 (GGG40). Схема отбора образцов для испытания показана на рисунке.

Металл исследованных поворотных кулаков по химическому составу удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15.

В результате металлографического анализа установлено, что металл исследованных поворотных кулаков имеет структуру чугуна с шаровидным графитом. Содержание включений графита составляет 220 и 225 шт/мм2 для металла кулаков 1 и 2 соответственно. Содержание феррита более 90% для обоих кулаков. По характеру структуры чугун поворотных кулаков удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к отливкам из чугуна GJS-400-15.

Металл исследованных поворотных кулаков по уровню твердости составу удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15.

По результатам испытания на статическое растяжение установлено, что по уровню прочностных характеристик металла исследованных поворотных кулаков удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15. По уровню пластических характеристик металл разрушенного кулака 1 не удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15. Фактические значения относительного удлинения для обоих образцов (13,0 и 14,7%) ниже минимально допустимого EN(-1563) значения в 15%.

В результате фрактографического исследования поверхностей разрушения поворотного кулака 1 следов пластической деформации в объемах металла, прилегающих к излому, не выявлено. Очаг разрушения находится в месте технологического концентратора напряжений – в месте изгиба кулака. Характер зарождения и распространения трещины хрупкий, что свидетельствует о недостаточном запасе пластичности металла кулака. Следов усталостного разрушения в виде усталостных бороздок и рельефа с различным временем образования не выявлено. Этот факт свидетельствует о том, что разрушение произошло одномоментно и сразу по всему сечению исследуемого кулака.

Часть излома имеет следы вторичного повреждения, которое произошло после разрушения. Данные следы выражены в виде пластической деформации кромок излома и стесывании его рельефа.

Выводы:

В результате комплексного исследования металла двух поворотных кулаков установлено:


  1. Явных следов пластической деформации не обнаружено ни в зоне разрушения, ни по всей длине разрушенного поворотного кулака. Зона разрушения выделена красным, разрушение произошло в месте технологического изгиба кулака.
  2. Металл исследованных поворотных кулаков по химическому составу удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15.
  3. Металл исследованных поворотных кулаков имеет структуру чугуна с шаровидным графитом. Содержание включений графита составляет 220 и 225 шт/мм2 для металла кулаков 1 и 2 соответственно. Содержание феррита более 90% для обоих кулаков. По характеру структуры чугун поворотных кулаков удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к отливкам из чугуна GJS-400-15.
  4. Металл исследованных поворотных кулаков по уровню твердости составу удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15.
  5. По уровню прочностных характеристик металла исследованных поворотных кулаков удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15. По уровню пластических характеристик металл разрушенного кулака 1 не удовлетворяет требованиям, предъявляемым EN(-1563) к литейному чугуну GJS-400-15. Фактические значения относительного удлинения для обоих образцов (13,0 и 14,7%) ниже минимально допустимого EN(-1563) значения в 15%.
  6. В результате фрактографического исследования поверхностей разрушения поворотного кулака 1 следов пластической деформации в объемах металла, прилегающих к излому, не выявлено. Очаг разрушения находится в месте технологического концентратора напряжений – в месте изгиба кулака. Характер зарождения и распространения трещины хрупкий, что свидетельствует о недостаточном запасе пластичности металла кулака. Следов усталостного разрушения в виде усталостных бороздок и рельефа с различным временем образования не выявлено. Этот факт свидетельствует о том, что разрушение произошло одномоментно и сразу по всему сечению исследуемого кулака. Часть излома имеет следы вторичного повреждения, которое произошло после разрушения. Данные следы выражены в виде пластической деформации кромок излома и стесывании его рельефа

По результатам проведенных исследований можно сделать однозначный вывод о том, что разрушение поворотного кулака произошло по причине недостаточной пластичности металла в месте технологического концентратора напряжений.




<<<предыдущая статья    следующая статья>>>


Нет комментариев
Добавить комментарий