聯軸器二次斷裂失效

    (1)該部位的聯軸器運行13個月再次開裂，裂紋處的宏觀形態。觀察發現有輻射線貝殼紋，根據貝殼紋中心判斷出裂紋萌生區，斷日裂紋起裂位于下表面，且在最終斷裂區有剪切唇出現，具有疲勞斷日的宏觀特征

    (2)為進一步明確斷裂機理，采用掃描電鏡對斷裂聯軸器起裂源進行觀察。觀察到位于下表面的裂紋萌生區內存在夾雜物，而裂紋正是沿著這些夾雜物分布

    (3)為進一步確定夾雜物的化學成分，對夾雜物進行EDS能譜分析，化學成分分析表明夾雜物為氧化鐵。

    (4)為探究裂紋擴展模式，對聯軸器斷日的形貌進一步地觀察，在斷u的電鏡照片上可以觀察到條紋狀的疲勞裂紋，圖11}說明聯軸器在工作中受到了振動產生的交變載荷，導致聯軸器疲勞斷裂。可以推斷，裂紋產生于氧化鐵夾雜物，裂紋的擴展機理為疲勞斷裂。

    (5)為確定聯軸器材料的性能是否影響了斷裂過程。對母材進行能譜分析。母材中的GY, Ni兀素含量均符合ASTM標準規定。   

    (6)失效分析結果表面，聯軸器起裂處存在氧化鐵夾雜，在聯軸器材質的加工制造過程中，表面的氧化表層進人了鋼鐵基體，破壞了污染區域的連續性，引起應力集中，導致疲分吐能降低，形成了起裂源，這是導致本次開裂失效的原因。根據斷日的疲勞輝紋，說明斷裂過程具有疲勞特性，并且操作過程中沒有發生過載，經分析得出結論是，本次斷裂的機理為疲勞斷裂。

分析與討論

    (1)通過宏觀形貌觀察,2次開裂裂紋都是從聯軸器的下表面起裂。在斷面上都觀察到裂紋萌生區，其中二次失效斷日的裂紋萌生區內有輻射線貝殼紋分布，具有疲勞斷裂的特征。兩斷日的最終斷裂區都存在有剪切唇，說明材料最終是因達到塑性極 限載荷而剪切斷開，可以推斷2次斷裂過程都為延性斷裂。根據斷日的電鏡觀察結果得知，在2次斷裂的起裂處都存在有夾雜物，并且裂紋沿著這些夾雜物分布。通過能譜分析發現，一次斷裂起裂處的夾雜物為氧化鋁，二次為氧化鐵，這是聯軸器材料在制造過程中產生的缺陷。對二次斷裂的聯軸器母材進行化學成分分析，化學成分符號標準，說明材料對聯軸器失效影響較小。

    (2)通過上述失效分析，判斷得出結果:聯軸器制造過程中，由于夾雜物的存在造成局部應力集中，材料整體機械性能下降，進而導致裂紋的萌生;2次斷日的表面都存在有疲勞條紋，證實裂紋受到交變載荷作用而擴展。可以判斷2次斷裂的機理都屬于疲勞斷裂。

結論與措施

    (1)該15- 5PH聯軸器出現2次斷裂失效的機理都為疲少I斷裂，裂紋沿材料中夾雜物萌生。在2次失效斷日裂紋萌生區內，夾雜物分別為氧化鋁和氧化鐵，這些夾雜物導致應力集中點出現，同時在交變載荷的作用下，裂紋擴展，最終引起聯軸器疲勞斷裂失效。

    (2)由于夾雜物對鋼材疲勞性能危害較大，為防止聯軸器再次發生失效，應在聯軸器材料的制造過程中嚴格控制各類夾雜物的產生，聯軸器質量。

    (3)在設備檢修時，應通過滲透檢測的方法檢查聯軸器表面是否有裂紋產生，避免發生惡性斷裂失效，影響設備的運行壽命。