二、剖析与评论
金属软管的裂纹有两个方向,一是沿着S型折弯处的周向裂纹,从外表来源,为线源,沿着软管的截面厚度方向扩展;另一个是呈纵向(或轴向) 的裂纹,也是从外表来源,为线源,沿着截面厚度方向扩展;当两个方向的裂纹交汇后,然后导致了金属软管的开裂。经过对周向折弯处的断口以及纵向断口做微观剖析发现,开裂源均为线源,源区无明显材料缺陷,断口扩展区的特征均为疲惫特征。别的,其断口截面均存在不同程度的减薄,调查到的开裂截面薄处仅仅为0.02 mm(其他未磨损区域的截面厚度则约为0.6mm) ;断口截面虽变薄,但断口邻近并无变形痕迹,说明其截面的变薄并非因塑性拉伸引起。
而断口邻近的钢带外表存在明显的磨损痕迹,其磨损特征为粘着磨损+ 磨粒磨损。据文献报导,304不锈钢如与冲突副产生冲突,也主要以粘着磨损机制为主,且跟着外表冲突的进行,表层安排会产生马氏体改变。在载荷和冲突剪切应力的效果下,因为表层晶粒细化、以及高密度位错的归纳效果使得304不锈钢的显微硬度增大; 因此,在本案例中,金属软管断口邻近的显微硬度比基体稍高,但其显微硬度的进步并不能提高其疲惫性能,一、是软管截面自身较薄,而且跟着磨损的消耗,截面变得更薄,其疲惫性能跟着下降。别的,表层诱发马氏体的增加对SUS304奥氏体不锈钢的磨损无明显影响。因此能够这样说,虽然在冲突的过程中, 304不锈钢外表呈现了马氏体,显微硬度也升高,但这不能阻挠不锈钢薄板外表的材料损耗以及疲惫强度的下降。
在本研讨中,除了粘着磨损,其外表还有磨粒磨损的痕迹,这些磨粒成分主要是Si、O之类,是外界带入的尘土或泥沙颗粒混入了金属软管空隙,磨粒加剧了不锈钢带的磨损。泥沙进入除了加剧磨损之外,更形成了金属软管不能再自在弹性,即产生卡死现象。而金属软管部分区域卡死,也形成了其他区域的受力异常,更加快了此区域的开裂的产生。
别的,本研讨金属软管的开裂方位在接头邻近( 接近发动机一端) 的约第2 ~ 4扣处,而这个方位正处于振幅大,振动为频繁的区域内; 因此,其开裂的主要原因主要是振动和磨损形成的疲惫开裂。
金属软管的结构是由双层304不锈钢薄带环绕内扣而成,属于ASS结构,其钢带之间存在空隙,在振动过程中,彼此触摸的钢带冲突磨损不可避免; 且车辆属于工程车,工作环境非常恶劣,行进过程中泥浆、水、尘土等会逐步带入金属软管的空隙处,成为冲突副之间的磨粒,加剧磨损。当进入钢带空隙的泥沙等异物逐步增多,然后会导致金属软管卡死。因此,防止金属软管产生相似失效的办法是: 一、采用威斯法利DSS型软管,该软管特别的结构能够防止泥沙进入内部; 二、恰当加厚钢带的截面厚度,进步疲惫性能; 第三,不要将软管装置在车轮邻近。
三、结论与主张
金属软管为疲惫开裂,其开裂的主要原因是在振动情况下,钢带外表产生粘着磨损加磨粒磨损,磨损导致截面变薄后疲惫强度下降,然后产生疲惫开裂; 外界泥沙等异物进入金属软管空隙导致其产生卡死现象,这也是导致其开裂的非必须原因。
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