Η διασταύρωση είναι ένα σημαντικό συστατικό του παγκόσμιου άξονα του κινητήρα εσωτερικής καύσης της μηχανής.Το υλικό της διασταύρωσης είναι υψηλής ποιότητας 20CrMnTi κράμα χάλυβα., και η διαδικασία θερμικής επεξεργασίας είναι καρβουρίσματος και ψύξης επεξεργασίας.Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια σειρά από φυσικές και χημικές δοκιμές για να αναλύσουν τις αιτίες του κάταγματος για να αποτρέψουν την επανάληψη τέτοιων προβλημάτων.

1 Φυσικές και χημικές δοκιμές

1.1 Παρατήρηση σε μακροαποστάσεις

Η σπασμένη σταυροκοπή καθαρίζεται με υπερήχο και η μακροσκοπική μορφολογία του κάταγματος φαίνεται στο σχήμα 1.υπάρχουν δύο κύριες πηγές ρωγμών και δύο δευτερεύουσες πηγές ρωγμών (βλέπε περιοχή Α στο σχήμα 1)Υπάρχουν πολλαπλές ασυνεπείς ρωγμές στο κενό της διασταυρούμενης καρφίτσας.οι οποίες εκτείνονται από την πλατφόρμα του καμπύλου μέχρι τη ζώνη μετάβασης του καμπύλου του καμπύλου (βλέπε σχήμα 2)- σύμφωνα με την προδικαστική απόφαση: η διασταυρούμενη καρφίτσα κατά τη χρήση εναλλασσόμενης τάσης κάμψης.οι δύο κύριες ρωγμές επεκτείνονται από τις δύο πλευρές προς το μέσο (βλέπε περιοχή β στο σχήμα 1)Η περαιτέρω παρατήρηση δείχνει ότι η κύρια περιοχή προέλευσης ρωγμών στο άνω μέρος του σχήματος 1 είναι σχετικά ξεκάθαρη.και το κύριο ρυθμό επέκτασης ρωγμή στο άνω μέρος είναι ταχύτερο από ότι στο κάτω μέροςΗ περιοχή c στο σχήμα 1 είναι η περιοχή του μεταβατικού κάταγματος.Σύμφωνα με την προδικαστική απόφαση για την επέκταση της ρωγμής, η πηγή κάταγματος της διασταυρούμενης καρφίτσας εμφανίζεται στο σημείο του θραύστη και ο τρόπος κάταγματος είναι πολλαπλής προέλευσης κάταγμα κόπωσης.

1.2 Ανάλυση χημικής σύνθεσης

Η ανάλυση της χημικής σύνθεσης των διασταυρούμενων δειγμάτων πραγματοποιήθηκε με χρήση φασματομέτρου άμεσης ανάγνωσης και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον πίνακα 1.η χημική του σύνθεση πληροί τις απαιτήσεις της GB / T 3077- -2015Σιδηρουργικό χάλυβα.

1.3 Μεταλλογραφική δοκιμή

Το δείγμα της χρυσής φάσης ελήφθη από το σημείο του κάταγματος και τοποθετήθηκε κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο για παρατήρηση, δείχνοντας μια ρωγμή ζιγκ ζαγκ με βάθος περίπου 1,05 mm στην περιοχή του σχοινιού της διασταυρούμενης καρφίτσας,και μεγαλύτερο μέγεθος και ταινία MnS αναμεμειγμένη στην επιφάνεια του δείγματος (βλέπε σχήμα 3~4)Μετά τη χρησιμοποίηση του όγκου του 4% διαλύματος νιτρικού αιθανόλης, το βάθος του στρώματος επιφανειακής καρβουρίσματος ήταν περίπου 1,46 mm. Ο επιφανειακός ιστός του δείγματος ήταν κατά σειρά:μαρτενσίτη θέρμανσης + μικρή ποσότητα φλεξτενσίτη (βάθος 0).45mm) (βλ. σχήμα 5), σβήστηκαν μαρτενσίτη + μια μικρή ποσότητα flextensite (βαθμός 0,55 mm) (βλ. σχήμα 6) και bessite + μαρτενσίτη (βαθμός 0,55 mm) (βλ. σχήμα 7).Ο ιστός μήτρας είναι μαρτενσίτης + μπεσίτης + φερρίτης (βλέπε σχήμα 8).

1.4 Δοκιμή σκληρότητας

Η δοκιμή σκληρότητας της διατομής του δείγματος πινών δείχνει ότι η σκληρότητα Rockwell του μη ανθρακωτισμένου στρώματος είναι σχετικά ομοιόμορφη και η τιμή της είναι 28,1 ~ 31,2HRC.Όλη η διατομή και ο ιστός της μήτρας ήταν αρκετά ομοιογενείς..

Η δοκιμή σκληρότητας πραγματοποιήθηκε στα μεταλλωγικά δείγματα και τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στο σχήμα 9.η σκληρότητα του δείγματος από την ρηχή προς την βαθιά αυξάνεται πρώτα και στη συνέχεια μειώνεταιΗ σκληρότητα μειώνεται σταδιακά και τείνει να σταθεροποιηθεί.Η αλλαγή της σκληρότητας αντιστοιχεί σε αλλαγές στη μικροοργάνωση του επιφανειακού στρώματος, και η κακή σβήσιση της μαρτενσιτικής οργάνωσης στο στρώμα της επιφάνειας μπορεί να οφείλεται σε ανεπαρκή θέρμανση.

1.5 Ανάλυση με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM)

Η μορφολογία SEM της περιοχής της πηγής ρωγμών του σπασμού διασταυρούμενης κόμβης εμφανίζεται στο σχήμα 10.Υπάρχουν πιο άνιση κόπωση λωρίδα μικρό επίπεδο ή μικρά λάκκουςΜε την επέκταση των ρωγμών κόπωσης, η απόσταση μεταξύ των λωρίδων γίνεται μικρότερη και ο βαθμός αδικίας των λωρίδων και των μικρών λάκκων εντείνεται (βλ. σχήμα 11).Το σχήμα 12 δείχνει τη μορφολογία SEM της περιοχής στιγμιαίας ρήξης του διασταυρούμενου πιν, με τα μορφολογικά χαρακτηριστικά του σπασμού, και η διασταυρούμενη καρφίτσα σπάει γρήγορα στο σύνολό της.

Από τη μακροσκοπική μορφολογία, το πλήθος των πηγών κόπωσης κάταγμα. η διασταυρούμενη καρφίτσα υποβάλλεται κυρίως στην επίδραση της κάμψης και εναλλασσόμενη πίεση κατά τη χρήση.η περιοχή του καλαμιού φέρει το μεγαλύτερο φορτίοΤο υλικό σπάει στη διασύνδεση μεταξύ του θειούχου και της μήτρας, σχηματίζοντας μια πηγή μικροσπάσεων.

2 Πλήρης ανάλυση

Με μεγάλη αντοχή και σκληρότητα, μεγάλη πίεση στον ιστό και ευαισθησία στο κενό, ο κακός ιστός μπορεί να προκληθεί από ανεπαρκή θέρμανση μετά την σβήσιμο.Η κύρια αιτία του σπασμού σταυροειδών είναι η παρουσία ενσωματώσεων MnS σχετικά μεγάλου μεγέθους στο εσωτερικό και η παρουσία κακοσβέστητου μαρτενσιτικού ιστού στο επιφανειακό στρώμα.Η μικρή ποσότητα τάσης που παράγεται από την περιοχή του σχηματισμού θα σχηματίσει την τρύπα μεταξύ της μεγάλης μεγέθους συμπερίληψης MnS κοντά στο σχηματισμό και την ατσάλινη μήτρα.Η σκληροποιημένη οργάνωση του μαρτενίτη στην επιφάνεια επιταχύνει το σχηματισμό μικροφραγίδαςΣτο στάδιο της διεύρυνσης των ρωγμών, ο διαχωρισμός της λωρίδας κόπωσης είναι μικρός και η λωρίδα είναι άνιση, γεγονός που υποδηλώνει ότι ο ρυθμός διεύρυνσης των ρωγμών είναι αργός.η επιφάνεια του υλικού συρρικνώνεται και δεν μπορεί να αντέξει την πίεση, οδηγώντας στην ταχεία επέκταση της ρωγμής, με αποτέλεσμα το συνολικό κάταγμα της διασταυρούμενης καρφίτσας.

3Συμπεράσματα και προτάσεις

Η μορφή του κατάγματος της σταυροειδούς είναι κατάγματα κόπωσης πολλαπλών πηγών.Ο σβήσιμος μαρτενσιτικός ιστός στο επιφανειακό στρώμα και το μεγάλο μέγεθος και οι ενσωματώσεις MnS στις ταινίες στο υλικό δημιουργούν τις προϋποθέσεις για το σχηματισμό μικροπηγές, το οποίο σχηματίζει ρωγμές στην αδύναμη οργάνωση του υλικού.Προτείνεται η βελτίωση της καθαρότητας του λιωμένου χάλυβα και η βελτίωση της διαδικασίας θερμικής επεξεργασίας για τη μείωση των μεγάλων ενσωματώσεων σε χάλυβα και την αποφυγή των κακών μικρουφασμάτων.