淺談對船用曲軸試樣的檢測

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1、淺談對船用曲軸試樣的檢測摘要：船用曲軸是船舶柴油機(jī)承受負(fù)荷最大的部件之一，其強(qiáng)度對船舶柴油機(jī)的可靠性和壽命至關(guān)重耍。文章從拉伸試驗(yàn)、碩度試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、化學(xué)成分分析、金相分析幾個(gè)方面談了對船用曲軸的檢測。關(guān)鍵詞：船用曲軸；船舶柴油機(jī)；拉伸試驗(yàn)；硬度試驗(yàn)；沖擊試驗(yàn)；化學(xué)成分分析；金相分析中圖分類號(hào)：TK42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374(2013)08-0075-02船用曲軸是船舶柴油機(jī)中最重要和承受負(fù)荷最大的部件之一，船舶柴油機(jī)工作過程中，船用曲軸承受著拉伸、壓縮、彎曲復(fù)合應(yīng)力的作用，它在很大程度上決定并影響著船舶柴油機(jī)的整體性能，船舶柴油機(jī)的可

2、靠性和壽命也在很人程度上取決于船用曲軸的強(qiáng)度。隨著船舶柴油機(jī)不斷向高指標(biāo)、高增壓方向發(fā)展，要求船用曲軸具有更高的強(qiáng)度、剛度及沖擊韌性、耐磨性。下面就實(shí)際檢測工作中船用曲軸試樣的檢測談些體會(huì)。船用曲軸試樣的檢測分為拉伸試驗(yàn)、硬度試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、化學(xué)成分分析、金相分析。1拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn)考核抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率、斷面收縮率四個(gè)指標(biāo)。為避免缺口效應(yīng)而造成應(yīng)力集中，拉伸試樣必須光滑，達(dá)到一定的粗糙度要求，拉伸中試驗(yàn)速率應(yīng)保持恒定。四個(gè)指標(biāo)中抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度是強(qiáng)度指標(biāo)，如果屈服不明顯，應(yīng)試用引伸計(jì)測試0.2%伸長的應(yīng)力，也即非比例屈服強(qiáng)度。斷后伸長率、斷面

3、收縮率是塑性指標(biāo)，試驗(yàn)過程中應(yīng)防止操作不當(dāng)，如試樣夾偏，試驗(yàn)如發(fā)生試樣在標(biāo)距外斷裂或出現(xiàn)兩個(gè)及以上縮頸則無效，應(yīng)重新試驗(yàn)。2硬度試驗(yàn)硬度試驗(yàn)以布氏硬度為指標(biāo)考核，實(shí)質(zhì)上是測試材料表面抵抗塑性變形的能力。硬度試驗(yàn)操作簡單，主要是要多點(diǎn)測試，試樣表面要平整光滑,表面粗糙度WRa3?2?m,以保證壓痕邊緣清晰、測量準(zhǔn)確。3沖擊試驗(yàn)船用曲軸是在動(dòng)載條件下工作的，因此不光要用靜載力學(xué)性能的指標(biāo)來衡量,還需要用沖擊試驗(yàn)來考察材料的抗沖擊能力和材料的可靠程度。沖擊試驗(yàn)対材料使用中至關(guān)重要的脆性傾向問題和冶金質(zhì)量內(nèi)部缺陷問題極為敏感，因此也是檢查材料脆性傾向和冶金質(zhì)量的比較

4、方便的方法。沖擊試樣選取3個(gè)，取平均值為沖擊值，試驗(yàn)溫度為室溫，試驗(yàn)缺口選用V型，試驗(yàn)尺寸?。?0X10X55）mm,如果發(fā)現(xiàn)試樣上淬火裂紋應(yīng)重新制作。如金屬韌性太大，試樣未能折斷，應(yīng)在試驗(yàn)記錄中注明“未折斷”字樣，并在值前加符號(hào)。4化學(xué)成分分析船用曲軸的材質(zhì)一般選用42CrMoA,由于合金元素Cr少部分溶于Fe3C中，大部分溶于鐵素體，還有合金元素Mo,可使材料具有較高的淬透性和較好的強(qiáng)度，減輕了材料的冋火脆性傾向，因此化學(xué)成分重點(diǎn)考查合金元素。測試方法可用光譜分析法、復(fù)核化學(xué)分析法。5金相分析金相分析可以從三個(gè)方面進(jìn)行：非金屬夾雜物、低倍組織、晶粒度。5

5、.1非金屬夾雜物非金屬夾雜物分為脆性夾雜物：B類氧化鋁類、D類球狀氧化物類；塑性夾雜物：A類硫化物類、C類硅酸鹽類。這些非金屬夾雜物積聚嚴(yán)重時(shí)將割裂基體材料的連續(xù)性，使強(qiáng)度和沖擊值明顯降低。在實(shí)際中出現(xiàn)曲軸經(jīng)調(diào)質(zhì)后校直時(shí)發(fā)生斷裂，因此為保證曲軸的性能，非金屬夾雜物的級(jí)別應(yīng)按照GB/T10561-2005評(píng)級(jí)圖標(biāo)準(zhǔn)脆性夾雜物和槊性夾雜物單項(xiàng)控制在1?5級(jí)以內(nèi)，總和控制在2.5級(jí)以內(nèi)，試樣取樣方向?yàn)檠剌S向方向。試樣在砂輪機(jī)上磨平，用粗砂紙粗磨，再用1500目左右的細(xì)砂紙研磨，然后在拋光機(jī)上拋光，用酒精擦洗表面后烘干按GB/T10561-2005評(píng)級(jí)圖評(píng)級(jí)。試樣拋

6、光時(shí)，最重要的是避免夾雜物的剝落、變形或拋光表面被污染,以便檢驗(yàn)面盡可能干凈和夾朵物的形態(tài)不受影響。對于每一類夾朵物，按檢驗(yàn)面上最惡劣視場相符合的標(biāo)準(zhǔn)圖片的級(jí)別數(shù)評(píng)級(jí)。評(píng)定時(shí)如果兩夾雜物Z間的縱向距離小于或等于40?n）且沿軋制方向的橫向距離小于或等于10?m時(shí)，則應(yīng)視為一條夾雜物或串（條）夾雜物。5.2低倍組織低倍組織推薦采用熱浸法，用1：1鹽酸水溶液加熱至70°C,放入試樣70°C?80°C試樣維持20分鐘，再拿出試樣放入碳酸鈉水溶液（中和鹽酸）用刷子刷凈表面，烘干后按GB/T1979-2001圖譜評(píng)級(jí)?？煽疾橐话闶杷?、中心疏松、錠型偏析、一般點(diǎn)狀偏析四

7、項(xiàng)，一般疏松、中心疏松、錠型偏析單項(xiàng)控制在2級(jí)以內(nèi)，一般點(diǎn)狀偏析不允許出現(xiàn)。評(píng)定時(shí)各類缺陷以目視可見為限，英輕重程度介于相鄰兩級(jí)之間，可評(píng)半級(jí)。5.3晶粒度試樣制作從取樣至拋光按非金屬夾雜物，拋光后將試樣拋光面向上放入爐中在860°C±10°C下加熱，保溫1小時(shí)，然后淬入冷水中。根據(jù)氧化情況，試樣適當(dāng)傾斜10°?15。進(jìn)行研磨和拋光，盡可能完善顯示出氧化層的奧氏體晶粒。評(píng)定可采用比較法與GB/T6394-2002標(biāo)準(zhǔn)系列評(píng)級(jí)圖對比來評(píng)定平均品粒度。晶粒度大小可控制在8級(jí)以內(nèi)。影響品粒度的因素很多，有加熱溫度溫試、時(shí)間、含碳量、合金元素、未熔第二相質(zhì)點(diǎn)（如夾雜

8、物），通過對晶粒度的判定，也能對熱處理工藝進(jìn)行調(diào)整。