La perilla cruzada es un componente importante del eje universal del motor de combustión interna de la locomotora.El material de la perilla transversal es de alta calidad 20CrMnTi acero de aleación, y el proceso de tratamiento térmico es el tratamiento de carburizante y apagado.Los investigadores utilizaron una serie de pruebas físicas y químicas para analizar las causas de la fractura para evitar que esos problemas vuelvan a ocurrir.

1 Ensayos físicos y químicos

1.1 Observación a gran escala

El pin cruzado roto se limpia por ultrasonido, y la morfología macroscópica de la fractura se muestra en la Figura 1.Hay dos fuentes principales de grietas y dos fuentes secundarias de grietas (véase el área A en la figura 1).Hay múltiples grietas inconsistentes en el camarón del alfiler cruzado.que se extienden desde la plataforma de la cámara hasta la zona de transición del arco de la cámara (véase la figura 2)En la sentencia prejudicial, el Tribunal de Justicia declaró que la aplicación de las disposiciones de la Directiva 85/337/CEE no constituía un obstáculo a la libre circulación de los trabajadores.las dos grietas principales se extienden de ambos lados hacia el centro (véase el área b de la figura 1)Una observación más detallada muestra que el área principal de la fuente de grieta en la parte superior de la Figura 1 es relativamente clara.y la tasa de expansión de la grieta principal en la parte superior es más rápida que la de la parte inferiorLas dos grietas secundarias no dejan una trayectoria de expansión de grieta clara debido a una menor fuerza.Según la sentencia preliminar sobre la extensión de la grieta, la fuente de fractura de la perilla transversal aparece en el sitio de la camada, y el modo de fractura es la fractura por fatiga de múltiples fuentes.

1.2 Análisis de la composición química

El análisis de la composición química de las muestras cruzadas se realizó con un espectrómetro de lectura directa y los resultados se muestran en el cuadro 1.su composición química cumple los requisitos de GB / T 3077- -2015, aleación de acero estructural.

1.3 Ensayos metalográficos

La muestra de fase dorada se tomó en el sitio de la fractura y se colocó bajo un microscopio óptico para su observación, mostrando una grieta en zigzag con una profundidad de aproximadamente 1,05 mm en el área de la camada del alfiler cruzado,y de mayor tamaño y de tiras de MnS mezcladas en la superficie de la muestra (véase la figura 3~4)Después de utilizar la fracción de volumen de la solución de etanol de nitrato al 4%, la profundidad de la capa de carburizado superficial fue de aproximadamente 1,46 mm. El tejido superficial de la muestra estaba en orden:Martensita de templado + una pequeña cantidad de flextensita (profundidad 0).45 mm) (véase la Figura 5), martensita apagada + una pequeña cantidad de flextensita (profundidad 0,55 mm) (véase la Figura 6) y bessita + martensita (profundidad 0,55 mm) (véase la Figura 7).El tejido de la matriz es martensita + besita + ferrita (véase la figura 8)..

1.4 Prueba de dureza

El ensayo de dureza de la sección transversal de la muestra de alfiler muestra que la dureza de Rockwell de la capa no carbonizada es relativamente uniforme, y su valor es de 28,1 ~ 31,2 HRC.Toda la sección transversal y el tejido de la matriz era bastante homogéneo.

El ensayo de dureza se realizó en las muestras metalográficas, y los resultados se muestran en la figura 9.la dureza de la muestra de poco profunda a profunda aumenta primero y luego disminuye, alcanzando el valor máximo a 0,55 mm de la superficie, a 729 HV, y luego la dureza disminuye gradualmente y tiende a estabilizarse.El cambio de dureza corresponde a cambios en la microorganización de la capa superficial, y la mala extinción de la organización martensítica en la capa superficial puede resultar de un templado inadecuado.

1.5 Análisis por microscopio electrónico de exploración (SEM)

La morfología SEM del área de la fuente de grieta de la fractura de pines transversales se muestra en la Figura 10.hay más irregular de fatiga de la franja de avión pequeño o pequeños hoyosEn el caso de las fendas de fatiga, con la expansión, el espaciamiento de las tiras se reduce y el grado de injusticia de las tiras y de los pequeños pozos se intensifica (véase la figura 11).En la figura 12 se muestra la morfología SEM del área de ruptura instantánea del pin cruzado, con las características morfológicas de la ruptura, y el alfiler cruzado se rompe rápidamente en su conjunto.

Desde la morfología macroscópica, la fractura de fatiga de múltiples fuentes.el sitio de las cámaras soporta la mayor carga, y el material se agrieta en la interfaz entre el sulfuro y la matriz, formando una fuente de micro grieta.

2 Análisis completo

Con una gran resistencia y dureza, una gran tensión en el tejido y una sensibilidad a las lagunas, el tejido defectuoso puede ser causado por un templado insuficiente después de la extinción.La causa principal de la fractura transversal es la presencia de inclusiones de MnS de tamaño relativamente grande en el interior y la presencia de tejido martensítico mal apagado en la capa superficial.La pequeña cantidad de deformación generada por el sitio de la carcasa formará el agujero entre la inclusión de MnS de gran tamaño cerca de la carcasa y la matriz de acero.la organización de la martenita endurecida en la superficie acelera la formación de microcrack fuenteEn la etapa de expansión de la grieta, el espaciamiento de la tira de fatiga es pequeño y la tira es desigual, lo que indica que la tasa de expansión de la grieta es lenta; cuando la grieta se expande a un cierto tamaño,el área de soporte del material se contrae y no puede soportar la tensión, lo que conduce a la rápida expansión de la grieta, lo que resulta en la fractura general del alfiler transversal.

3Conclusiones y sugerencias

La forma de la fractura de la perilla cruzada es una fractura de fatiga de múltiples fuentes.El tejido martensítico de extinción en la capa superficial y las inclusiones de MnS de gran tamaño y tira en el material crean las condiciones para la formación de micro fuente de grietas, que forma grietas en la organización débil del material.Se sugiere mejorar la limpieza del acero fundido y mejorar el proceso de tratamiento térmico para reducir las inclusiones de gran tamaño en el acero y evitar el mal microtissue.