材料失效裂紋源的分析方法技術(shù)

本申請?zhí)峁┮环N材料失效裂紋源的分析方法，屬于材料檢測領(lǐng)域。材料失效裂紋源的分析方法，包括：從同批次零件或者同一個零件中獲取失效試樣和至少一個中間試樣；失效試樣取自零件斷裂部位，中間試樣取自零件未斷裂部位。選擇具有中間裂紋的中間試樣作為裂紋試樣；中間裂紋為位置與失效試樣的斷裂位置對應(yīng)的裂紋。根據(jù)裂紋試樣中的中間裂紋的位置，確定零件的失效裂紋源位置。該分析方法能夠有效降低零件的使用環(huán)境和加工過程對查找裂紋源的干擾。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
材料失效裂紋源的分析方法
本申請涉及材料檢測領(lǐng)域，具體而言，涉及一種材料失效裂紋源的分析方法。
技術(shù)介紹
材料的失效，尤其是金屬材料在使用過程中金屬機(jī)械零件的失效，其對人身安全和財(cái)產(chǎn)安全有很大的影響。為防止失效重復(fù)發(fā)生，有效提升產(chǎn)品質(zhì)量，需要對材料失效原因進(jìn)行查找，并對材料失效機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)的分析，然后針對材料失效的原因進(jìn)行防控，再進(jìn)行技術(shù)開發(fā)、改進(jìn)，最終提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此，材料失效分析對產(chǎn)品質(zhì)量提升及仲裁失效事故等方面具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。材料失效分析首先要查找失效的裂紋源。現(xiàn)有的查找裂紋源的技術(shù)，通常是觀察失效試樣斷裂面(即斷口)進(jìn)行分析，主要有碎塊拼湊法、多枝形法、放射狀標(biāo)記法和人字形法等。但是，隨著金屬材料深加工的發(fā)展，零件加工過程中可能會經(jīng)過多次熱處理及反復(fù)機(jī)加工；零件的使用過程中的工況也可能很復(fù)雜，例如在高溫或腐蝕氣氛中使用。因此，零件的裂紋源有可能在加工過程中產(chǎn)生，也有可能在使用過程中產(chǎn)生。一種情況下，如果零件裂紋源在加工過程中產(chǎn)生，后續(xù)經(jīng)過多次加工或工藝處理，零件的失效裂紋源斷口被多次氧化，此時無法通過裂紋源的斷口或組織來確定裂紋源產(chǎn)生的環(huán)節(jié)。另一種情況下，如果零件的工作條件比較復(fù)雜，零件產(chǎn)生裂紋源后，裂紋源附近的斷口在應(yīng)力作用下磨損、嚴(yán)重氧化生銹或油污污染，無法觀察到裂紋源的擴(kuò)展線、貝紋線時，也無法確定裂紋源的位置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本申請的目的在于提供一種材料失效裂紋源的分析方法，能夠有效降低零件的使用環(huán)境和加工過程對查找裂紋源的干擾。本申請的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：本申請實(shí)施例提供一種材料失效裂紋源的分析方法，包括：從同批次零件或者同一個零件中獲取失效試樣和至少一個中間試樣；失效試樣取自零件斷裂部位，中間試樣取自零件未斷裂部位；選擇具有中間裂紋的中間試樣作為裂紋試樣；中間裂紋為位置與失效試樣的斷裂位置對應(yīng)的裂紋；根據(jù)裂紋試樣中的中間裂紋的位置，確定零件的失效裂紋源位置。本申請實(shí)施例提供的材料失效裂紋源的分析方法，有益效果包括：本申請的分析方法中，失效試樣和中間試樣從同批次零件或者同一個零件中獲取，二者來源相同，使用性能相似，中間試樣能較為準(zhǔn)確地反應(yīng)失效試樣的失效過程。以具有中間裂紋的中間試樣作為裂紋試樣進(jìn)行分析，由于中間試樣為零件未斷裂部位，該中間試樣內(nèi)部位于中間裂紋附近的組織未暴露在空氣中。該分析方法能夠有效避免中間裂紋附近的組織在使用環(huán)境中被嚴(yán)重磨損、氧化生銹或油污污染，也能夠有效避免中間裂紋附近的組織在加工過程中被暴露氧化，因而能夠有效降低零件的使用環(huán)境和加工過程對查找裂紋源的干擾，使得能夠較為準(zhǔn)確地判斷失效裂紋源位置。同時，失效裂紋源位置的確定，有利于確定裂紋擴(kuò)展過程，還有利于較為準(zhǔn)確地分析裂紋源產(chǎn)生的原因。附圖說明為了更清楚地說明本申請實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本申請的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。圖1為本申請實(shí)施例1提供的斷裂零件的示意圖；圖2為本申請實(shí)施例1提供的1～4號試樣的示意圖；圖3為本申請實(shí)施例1提供的1號試樣的金相檢測結(jié)果示意圖；圖4為本申請實(shí)施例1提供的1號試樣的能譜分析結(jié)果示意圖；圖5為本申請實(shí)施例2提供的斷裂零件的示意圖；圖6為本申請實(shí)施例2提供的斷裂零件的裂紋源的一個示意圖；圖7為本申請實(shí)施例2提供的斷裂零件的裂紋源的另一個示意圖；圖8為本申請實(shí)施例2提供的5號試樣的示意圖；圖9為本申請實(shí)施例2提供的6號試樣的示意圖；圖10為本申請實(shí)施例2提供的6號試樣的硬度檢測的檢測點(diǎn)分布示意圖。具體實(shí)施方式為使本申請實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。需要說明的是，在本申請的描述中，除非另有說明，“一種或多個”中的“多個”的含義是指兩個及兩個以上。下面對本申請實(shí)施例的材料失效裂紋源的分析方法進(jìn)行具體說明。本申請實(shí)施例提供一種材料失效裂紋源的分析方法，包括：從同批次零件或者同一個零件中獲取失效試樣和至少一個中間試樣；選擇具有中間裂紋的中間試樣作為裂紋試樣；根據(jù)裂紋試樣中的中間裂紋的位置，確定零件的失效裂紋源位置。其中，失效試樣取自零件斷裂部位，中間試樣取自零件未斷裂部位；中間裂紋為位置與失效試樣的斷裂位置對應(yīng)的裂紋。需要說明的是，在本申請的實(shí)施例中，同批次零件是指材質(zhì)和規(guī)格均一致的同一個生產(chǎn)批次中的零件。斷裂零件中的斷裂是指斷開狀態(tài)和裂開狀態(tài)兩種。即是說，該斷裂零件可以是指從零件中部斷裂為兩部分的零件，對應(yīng)的，其斷裂部位為斷面所對應(yīng)的部位；該斷裂零件也可以是指在零件的端部具有嚴(yán)重開裂的零件，對應(yīng)的，其斷裂部位為斷面的開裂部位。另外，當(dāng)從同批次零件中的不同零件中分別獲取失效試樣和中間試樣時，中間裂紋為位置與失效試樣的斷裂位置對應(yīng)的裂紋是指：在不同的零件之間，中間裂紋在零件中的位置其與斷裂零件中的斷裂位置相同。當(dāng)從同一個零件中獲取失效試樣和中間試樣時，中間裂紋為位置與失效試樣的斷裂位置對應(yīng)的裂紋是指：在同一零件中，中間裂紋在零件中的位置其與斷裂位置在中間試樣上的正投影位置相同。例如，當(dāng)零件為柱狀結(jié)構(gòu)且斷裂位置在橫截面中的上邊緣，中間裂紋也在零件的橫截面中的上邊緣。本申請的分析方法中，在同批次零件或者同一個零件中獲取失效試樣和中間試樣，并以具有中間裂紋的中間試樣作為裂紋試樣進(jìn)行分析，是由于專利技術(shù)人研究發(fā)現(xiàn)，來自同批次零件或者同一個零件的試樣之間由于來源相同且使用性能相似，因此在中間裂紋與失效試樣的斷裂位置對應(yīng)時，通過該中間裂紋能夠較好地反應(yīng)斷裂位置的裂紋情況。而由于中間試樣為零件未斷裂部位，該中間試樣內(nèi)部位于中間裂紋附近的組織未暴露在空氣中，能夠有效避免中間裂紋附近的組織在使用環(huán)境中被嚴(yán)重磨損、氧化生銹或油污污染，也能夠有效避免中間裂紋附近的組織在加工過程中被暴露氧化能夠有效降低零件的使用環(huán)境和加工過程對查找裂紋源的干擾。本申請的分析方法通過裂紋試樣中的中間裂紋反映斷裂位置的裂紋情況，能夠較好地反應(yīng)斷裂位置的裂紋情況，同時能夠有效降低零件的使用環(huán)境和加工過程對查找裂紋源的干擾。因此，能夠較為準(zhǔn)確地判斷失效裂紋源位置，同時，有利于確定裂紋擴(kuò)展過程，還有利于較為準(zhǔn)確地分析裂紋源產(chǎn)生的原因。考慮到在確定零件的失效裂紋源位置后，結(jié)合零件的裂紋擴(kuò)展過程，有利于更好地分析失效裂紋源的產(chǎn)生原因。而通過對比的方式將不同試樣進(jìn)行對比，其操作方便，且能夠較為準(zhǔn)確地確定零件的裂紋擴(kuò)展過程和裂紋擴(kuò)展趨勢。在一些示例性的實(shí)施方案中，分析方法還包括：將裂紋試樣中的中間裂紋與失效試樣的斷裂位置進(jìn)行對比，確本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種材料失效裂紋源的分析方法，其特征在于，包括：/n從同批次零件或者同一個零件中獲取失效試樣和至少一個中間試樣；所述失效試樣取自零件斷裂部位，所述中間試樣取自零件未斷裂部位；/n選擇具有中間裂紋的所述中間試樣作為裂紋試樣；所述中間裂紋為位置與所述失效試樣的斷裂位置對應(yīng)的裂紋；/n根據(jù)所述裂紋試樣中的所述中間裂紋的位置，確定零件的失效裂紋源位置。/n

【技術(shù)特征摘要】
1.一種材料失效裂紋源的分析方法，其特征在于，包括：
從同批次零件或者同一個零件中獲取失效試樣和至少一個中間試樣；所述失效試樣取自零件斷裂部位，所述中間試樣取自零件未斷裂部位；
選擇具有中間裂紋的所述中間試樣作為裂紋試樣；所述中間裂紋為位置與所述失效試樣的斷裂位置對應(yīng)的裂紋；
根據(jù)所述裂紋試樣中的所述中間裂紋的位置，確定零件的失效裂紋源位置。


2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述選擇具有中間裂紋的所述中間試樣作為裂紋試樣，包括：
觀察所述中間試樣的表面，當(dāng)所述中間試樣的表面存在所述中間裂紋時，選擇表面具有所述中間裂紋的所述中間試樣作為所述裂紋試樣；當(dāng)所述中間試樣的表面不存在所述中間裂紋時，對所述中間試樣進(jìn)行剖切，選擇剖切面具有所述中間裂紋的所述中間試樣作為所述裂紋試樣。


3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述分析方法還包括：
將所述裂紋試樣中的所述中間裂紋與所述失效試樣的斷裂位置進(jìn)行對比，確定零件的裂紋擴(kuò)展過程。


4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述分析方法還包括：
對所述中間試樣與所述失效裂紋源位置對應(yīng)的部位進(jìn)行組織分析，確定失效裂紋源的產(chǎn)生原因。


5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的分析方法，其特征在于，所述分析方法包括：
以斷裂零件的斷裂部位作為所述失效試樣，所述斷裂零件對應(yīng)的零件從零件啟用到零件斷裂的周期為失效周期；
選取和所述斷裂零件同批次的至少一個零件作為分析零件；
將每個所述分析零件啟用預(yù)設(shè)周期，得到所述中間試樣；所述預(yù)設(shè)周期的時長小于所述失效周期的時長；
在所述中間試樣獲取分析位置，所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖美華，陸偉成，劉年富，李華強(qiáng)，彭娟，董鳳奎，王銀國，何健楠，楊雄強(qiáng)，楊明梅，劉文姍，
申請(專利權(quán))人：寶鋼特鋼韶關(guān)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44