拉力棒失效分析報告

拉力棒失效分析報告學院：機電學院專業(yè)：過控11-2姓名：概述：失效分析通過多學科交叉分析，找到失效原因，不僅可以防止同樣的失效再次發(fā)生，而且能更進一步完善構(gòu)件的功能，促進科學技術(shù)的發(fā)展，提高裝備及其構(gòu)件的質(zhì)量，具有高經(jīng)濟效益和社會效益。失效分析工作者應(yīng)深入裝備失效現(xiàn)場，廣泛收集，調(diào)查失效信息，尋找是系哦啊構(gòu)件及相關(guān)實物證據(jù)。通過中種類認定推理，初步確定失效構(gòu)件的失效類型，對失效構(gòu)件及其相關(guān)證物展開必要的微觀分析，理化試驗，進一步查找失效原因。通過歸納，演繹，類比，假設(shè)，選擇性推理，建立整個失效過程及其失效原因之間的聯(lián)系，進行綜合分析。在可能的情況下，對重大的失效事件進行模擬實驗，驗證因果分析的正確性。樣件失效分析的目的是尋找失效的原因，避免類似失效的重演，掌握失效分析的步驟，觀察斷口紋理。1.試樣的收集與制備試樣為在實驗室收集的HT200的拉伸試棒和Q235的拉伸試棒。HT200拉力棒Q235拉力棒拉力棒是由車床加工而成的標準試件2.現(xiàn)場調(diào)查2.1試樣是在實驗室收集的HT200拉力棒和Q235拉力棒2.2實驗設(shè)備是液壓萬能材料試驗機，其各項參數(shù)為最大試驗力：200KN；試驗力準確度：優(yōu)于示值的0.5%；力值測量范圍：最大試驗力的0.4%~100%；變形測量準確度：在引伸計滿量程的2%?100%范圍內(nèi)優(yōu)于示值的1%；橫梁位移測量：分辨率的0.001mm；衡量速度范圍：0.005mm/min~500mm/min；載荷傳感器的精度：0.5級.WDW200D操作要求：開機前和停機后，送油閥一定要置于關(guān)閉位置。加載，卸載和回油均須緩慢進行，防止沖擊。拉伸試件夾緊后，不得再調(diào)整下夾頭位置，同事也不能調(diào)整測力指針到零。實驗過程中要隨時注意活動平臺升高的位置，不得超出規(guī)定范圍。機器開動后，操作者不得擅自離開控制臺。若聽見異常聲音或發(fā)現(xiàn)任何故障都必須立即停機。當試件將要受載時，立即減慢活動平臺上升速度（關(guān)小送油閥門），以防止沖擊。若加載過程中，油泵停止了工作，需要再啟動油泵是，必須先回油降壓，禁止在高壓下啟動油泵。檢查油路上各閥門是否處于關(guān)閉位置；檢查夾頭的類型和規(guī)格是否與試件相匹配；檢查保險開關(guān)是否失效。根據(jù)實驗所需要的最大載荷，選擇合適的量程，配置相應(yīng)的擺錘，調(diào)整相應(yīng)的緩沖器。2.3實驗步驟試件準備沿著低碳鋼試件的標距長度內(nèi)（lo=100mm或50mm）沿長度方向用畫線器每隔10mm畫一圓周線，將標距10等分或5等分，用來為斷口位置的補償做準備。用游標卡尺在標距線附近及中間各取一截面，每個截面眼互相垂直的兩個方向各測量一次直徑取平均值，取這三個界面的最小值d0作為計算橫截面A0的依據(jù)。試驗機準備根據(jù)試件橫截面面積和材料的大致強度極限值，估算出實驗所需要的最大載荷Fb。選擇測力度盤，并配以相應(yīng)的擺錘；活動臺少許上升，調(diào)整測力指針對零；若需繪圖，應(yīng)調(diào)整好繪圖裝置。安裝試件先將試件安裝在上夾頭上，調(diào)節(jié)下夾頭使之移動到合適的位置，再把試件下端在下夾頭中夾緊。緩慢加載，觀察測力指針轉(zhuǎn)動的情況，以檢查試件是否已夾牢，如有打滑則需重新安裝。實驗開動試驗機使試件緩慢均勻加載，隨時觀察測力指針的移動情況及拉伸過程中的各種物理現(xiàn)象。對低碳鋼試件，當當測力指針不動或倒退時，說明材料開始屈服，記錄屈服載荷Fs。再繼續(xù)加載，直至試件斷裂后停機，由被動針讀出最大載荷0。對鑄鐵試件，拉斷后記下最大載荷0。低碳鋼延伸率和截面收縮率的測定試件拉斷后，取下試件，觀察斷口。如果斷口到鄰

近標距點的距離大于10/3時，則斷裂試件的兩端對齊，靠緊，用游標卡尺測出低碳鋼試件斷裂后的標距長度11及斷口處的最小直徑山（一般從相互垂直方向測量兩次后取平均值）。如果斷口到鄰近標距點的距離小于1o/3時，則必須經(jīng)過折算，將斷口移中。具體方法如下:以斷口O為起點，在長段上取基本等于短段格數(shù)的B點，當長段所余格數(shù)為偶數(shù)時，則由所余格數(shù)的一半得C點，取BC段長度將其移至短段一邊，則得斷口移中后的標距長度，其計算式為11=AB+2BC0如果長段取B點后所余格數(shù)為奇數(shù)時，則取所余格數(shù)加1后的一半得Ci點和減1后的一半得C點，移中后的標距長度為11=AB+BC1+BCoQ235拉伸試棒拉伸曲線

HT200拉伸試棒拉伸曲線2.5過程現(xiàn)象Q235拉伸試棒隨著載荷增加，變形與載荷成正比增加，當載荷增加到一定程度測力指針往回偏轉(zhuǎn)，繼而緩慢的來回擺動載荷增大到最大力0時，測力主動指針回擺，試樣明顯變細變長，某一局部橫截面積急速減小而出現(xiàn)“頸縮”現(xiàn)象，很快即被拉斷。HT200拉伸試棒沒有屈服現(xiàn)象，載荷增大到最大值Pb處突然斷裂。3樣件理化性能分析3.1設(shè)計工作部分拉伸試棒是l0=100mm（l0=5d0）的標準試件，按按GB228-2002加工而成。3.2材料鑄鐵拉伸試棒材料為HT200，其中化學成分：C:3.1?3.5%Si:1.8?2.1%；Mn:0.7?0.9%P<0.15%；S<0.12%機械性能：ob>200Mpa工作條件：

承受較大應(yīng)力的零件（彎曲應(yīng)力<29.40MPa）摩擦面間的單位面積壓力>0.49MPa（大于10t在磨損下工作的大型鑄件壓力>1.47MPa）要求一定的氣密性或耐弱腐蝕性介質(zhì)。低碳鋼拉伸試棒材料為Q235,各項指標為：化學成分：Q235A級含C<0.22%Mn<1.4%Si<0.35%S<0.050P<0.045機械性能：彈性模量（E/Gpa）：200~210泊松比（V）：0.25~0.33抗拉強度（ab/MPa）：375-500伸長率05/%）：>26（a<16mm）>25（a>16-40mm）>24（a>40-60mm）>23（a>60-100mm）>22（a>100-150mm）>21（a>150mm）其中a為鋼材厚度或直徑。工作條件：制成的焊接結(jié)構(gòu)，受動力載荷作用時接頭容易出現(xiàn)裂縫。不宜在低溫下工作，有時會產(chǎn)生硬化現(xiàn)象，用于金屬構(gòu)造件，心部要求強度不高的滲碳或氰化零件HT200拉伸試棒金相組織Q235拉伸試棒金相組織3.2工藝過程先截取一段棒材加工至總長，然后加工試樣中測量伸長用的圓柱部分的長度，并保證其直徑的d，再由夾持端向平行段加工過渡圓弧，最后車削夾持端至圖紙直徑尺寸。4.樣件斷口分析Q235拉伸試棒斷口HT200拉伸試棒斷口HT200拉伸試棒整個斷口平坦斷面較粗糙，有大小不均勻的解理面組成，解理面呈典型的河流狀花樣，在兩個斷裂面的交界處出現(xiàn)撕裂棱以及光滑的解理面，邊緣稍有起伏，呈暗灰色，有少量白亮點，看不到鋼拉伸斷口三個區(qū)域即纖維區(qū)、放射區(qū)、剪切唇），故屬脆性斷裂。Q235拉伸試棒進行拉伸試驗時試樣產(chǎn)生明顯的宏觀塑性變形，斷口宏觀形貌呈暗灰色纖維狀，從拉伸破壞后的試樣可以清楚地看到,試樣斷口可以分成兩個截然不同的區(qū)域：1.斷口中心區(qū):在斷口的中心相當大的區(qū)域內(nèi)，斷裂面凹凸不平極為明顯，呈現(xiàn)出極為粗糙的鋸齒狀。這個區(qū)域與鑄鐵軸向拉伸的斷裂面完全相似。2.斷口杯壁剪切區(qū):斷口周邊杯壁面沿著與軸線大約成45°傾斜面斷裂，斷裂面較為光滑、平整，呈杯壁的斷裂面。晶粒較拉伸前普遍變得更細，但還是保持均勻地分布。結(jié)論通過分析試樣的制備正確工藝無誤，實驗操作正確規(guī)范，實驗設(shè)備運行正常操作正確，材料的力學性能符合設(shè)計要求，通過對HT200拉伸試棒和Q235拉伸試棒的斷口分析得HT200的斷裂機制是典型的解理斷裂，而且HT200是脆性材料，最大正應(yīng)力是其斷裂原因。對于Q235這樣的塑性材料，其中心區(qū)不是