汽车半轴断裂失效分析
汽车半轴断裂原因分析及对策研究解析
汽车半轴断裂原因分析及对策研究摘要在当今社会，汽车已经走入了寻常百姓的家里，可以说汽车已经成为了我们生活中的一个重要部分。
而半轴是汽车传动系统的一个重要组成部分，它是差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端与轮毂连接。
根据其支承型式不同，可分为全浮式半轴和半浮式半轴。
汽车半轴在使用过程中常出现弯曲、扭曲和断裂以及花键齿磨损或扭斜等敌障。
我们课题将对半轴所出现的断裂问题进行分析，并对其提出相应的对策。
首先是对半轴材料以及处理工艺上进行分析，找出其对于半轴断裂的影响，并提出解决方案；其次是对半轴结构上的受力分析，运用ANSYS有限元分析软件，对半轴模型施加不同作用力，通过分析其位移云图，节点等效应力图，位移矢量图等，分析半轴受力与变形情况，对此在半轴结构上提出相应的解决对策。
最终，我们通过分析研究，发现对于半轴材料及处理工艺上，往往是在材料选取上以及热处理工艺上出现不达标等问题造成的。
而你对于半轴结构的受力分析，我们通过对软件结构进行分析，最终得出半轴两端部以及花键，变直径等应力集处，最容易产生断裂现象，所以在半轴的设计与制造时，应当尽量避免这些不利因素。
关键词汽车半轴全浮式半浮式 ANSYS软件受力分析引言汽车自19世纪末诞生至今100余年期间,汽车工业从无到有,以惊人的速度发展,写下了人类近代文明的重要篇章。
汽车是数量最多、最普及、活动范围最广泛、运输量最大的现代化交通工具。
而汽车半轴是汽车的一个重要部件，它是差速器与驱动轮之间传递转矩的实心轴，其内端一般通过花键与半轴齿轮连接，外端以凸缘与轮毂连接。
汽车半轴的结构形式取决于驱动车轮的结构，根据半轴的受力情况，半轴分为全浮式半轴和半浮式半轴。
由此可见汽车半轴是汽车正常行驶的一个重要的部件，半轴性能的好坏对于汽车的安全行驶起着重要的因素。
我们的课题将对汽车半轴常出现的断裂问题进行分析，通过查找资料并运用ANSYS有限元分析软件，找到半轴断裂原因并提出相应的解决方案。
汽车半轴断裂失效分析
1概述汽车在正常行驶过程中，半轴的轴承位台阶R角处发生断裂，该车累计行驶里程约1万公里。
半轴材料为40Cr，基本加工流程：毛坯→锻造→机械加工→调质处理→中频淬火→磨削加工→磁粉探伤。
半轴技术要求参照《QC/T294-1999》，基本技术要求如下：在淬火区长度范围内预调质硬度为24~30HRC，中频感应淬火后杆部表面硬度为52~60HRC，断裂处直径φ40mm，淬火层深度要求为4mm~7mm。
本报告对失效半轴外观进行了检查，对断口进行了宏微观观察，并对半轴的金相组织、硬度和化学成分进行了检测，在此基础上确定了半轴的断裂性质，并对其断裂原因进行了分析。
2试验过程与结果2.1外观检查断裂半轴结构示意图见图1。
断裂发生在半轴φ40mm的沿圆周方向的R角处，该部位为中频感应淬火区。
为了方便描述，将远离法兰盘一端的断口标记为Ⅰ#断口，其法兰盘侧的匹配断口标记为Ⅱ#断口。
图1半轴结构示意图半轴Ⅰ#断口表面基本垂直半轴轴向，断面平齐，未见明显宏观塑性变形。
Ⅱ#断口断裂处R角处表面可见清晰的周向加工刀痕，半轴Ⅱ#断面附近R角处可见裂纹贯穿半轴侧表面。
2.2断口微观观察将Ⅰ#断口用丙酮超声清洗后放在扫描电镜下进行微观观察。
Ⅰ#断口断裂起源于表面，为明显的线源特征，源区可见较多的磨损痕迹；在扩展中后期，可见疲劳条带及磨损痕迹；较粗糙区域可见韧窝和二次裂纹，为瞬断区。
Ⅰ#断口断裂起源于表面，呈线源特征，源区磨损严重；扩展期可见疲劳条带。
2.3化学成分检测平行于半轴断口表面取样进行化学成分分析，结果见表1。
各元素含量均符合GB/T3077-1999标准要求，其中Mn含量稍偏上限。
表1半轴化学成分(wt%)所测元素测量值GB3077-1999C0.410.37~0.45Si0.220.17~0.37Cr0.990.8~1.1Mn0.850.5~0.8Fe余量2.4金相组织观察在φ40mm的半轴上距离断口约15mm处的部位横向取样，磨制抛光腐蚀后在光学金相显微镜下观察半轴横截面金相组织；可见环形淬火区。
半轴断裂分析及建议策略
交通科技与管理47技术与应用0 引言 汽车半轴是汽车传动总成中的一个重要零件，是连接差速器与驱动轮之间传递扭矩的实心轴，其一端通过花键与半轴齿轮连接，另一端通过法兰与轮毂连接。
由于其特殊的工作条件，运行过程中会承受磨损、冲击、交变弯曲载荷和静扭转的作用。
要求生产半轴的材料具有足够的抗弯强度、抗剪强度和较好的韧性[1]。
通常采用40Cr、42CrMoH 等中碳合金钢，经适当热处理后，获得强度、塑形和韧性的良好配合。
某公司生产的半轴材质为40Cr，制造工艺为：下料-感应加热（1 150℃）-镦粗-摆碾法兰盘-打中心孔-调质（850℃保温1.5 h~2 h 水淬，550℃~600℃回火2.5 h 水冷）-抛丸-机加工-中频淬火-校直-精车。
使用情况如下，半轴整桥载荷5T，扭矩约14 000*0.6 N.m，行驶15 168公里，断裂10根，同批次共70根。
通过对断裂半轴进行宏观检验和电镜分析，结合半轴的金相组织、化学成分、热处理工艺等进行分析，确定造成其早期扭转疲劳的根源是中心孔制造工序设置不合理形成的应力集中，继而引发的淬火裂纹所致，调整半轴制造工序后，此类问题再无发生，本文结论同样可供类似产品借鉴参考。
1 宏观形貌 图1所示为半轴实物照片，断裂发生于法兰盘与轴的过渡部位，即变径区域，该处具有应力集中效应。
图2为半轴断裂处宏观形貌，根据断口形貌可将断面划分为A/B/C/D 四个特征区域，其中A 为中心孔底面；B 以A 边缘为源形成球形裂纹面；C 以B 为源发生二次扩展，扩展方向见图中红色虚线箭头，该区域呈棘轮状，具有扭转疲劳断裂特征；D 为瞬断区，表面洁净。
综上，宏观检查显示半轴表现为扭转疲劳断裂，起裂部位是中心孔底部边缘。
2 化学成分检查 在送检半轴断口附近取样进行化学成分分析，结果见表1所示，满足GB/T 3077-2015技术要求。
表1 送检半轴化学成分（wt%）试样名称C%Si%Mn%P%S%Cr%半轴0.390.240.660.0140.004 1.03GB/T 3077-20150.37~0.440.17~0.370.50~0.80≤0.035≤0.0350.80~1.103 微观形貌检查和能谱分析 将图1中轴侧断口采用无水乙醇超声清洗后放入扫描电镜中观察微观形貌并进行能谱分析，结果如图2和图3所示：（1）A 区域表面覆盖一层较厚的氧化铁皮；（2）B 区域表面虽被轻微氧化，但依稀可看出沿晶形貌，具有应力性开裂特征；（3）C 区域表面洁净无异物，未见氧化腐蚀迹象，为准解理断裂形貌，局部可见疲劳条带；（4）D 区微观形貌以沿晶断裂为主，这与表面采用感应淬火工艺相符。
汽车底盘内半轴断裂分析
汽车底盘内半轴断裂分析姜涛;刘德林;赵凯;孔焕平【摘要】Three half-shafts of a heavy truck fractured after running for hundreds of kilometers. The failure mode and cause were analyzed by macro and micro observation, metallographic examination, hardness testing and finite element simulation. The results showed that the root of the half-shafts firstly presented high stress torsional fatigue cracking and finally torsional overload fracture happened along the semi axis cross direction. Repeated large torque was the fundamental reason for fatigue fracture of half shafts. Stress concentration caused by the machining steps at the bottom of the spline groove and plenty of non-metallic inclusions on longitudinal direction further reduced fatigue resistance. Enhancing strength level and metallurgical quality, optimizing chassis design and spline groove structure should be implemented to avoid such failure.%卡车仅行驶数百公里就发生3起内半轴断裂故障。
K1300汽车半轴校直断裂失效分析
K1300汽车半轴校直断裂失效分析作者：金林奎王春亮赵建国来源：《科技资讯》 2014年第14期金林奎王春亮赵建国(合肥市建元机械有限责任公司安徽合肥 230001)摘要:本文主要分析40Cr钢汽车半轴件,该工件用于载重汽车的传动部位,有很强的牵引力和扭矩力。
工件经调质处理及中频淬火,在校直时发现杆部开裂。
这批工件数量共有234只,除去这2根校直开裂件,其它工件都没有问题。
对两只失效件中的其中一件进行金相分析,检测结果表明,校直开裂的原因是工件在调质处理的高温回火后,水冷时间太短,引起高温回火脆性[1]。
关键词:调质处理中频淬火回火脆性中图分类号:U463.3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)05(b)-0066-021 状态说明(1)工件材质为40Cr中碳调质钢,工艺流程为:圆钢下料—两端花键及法兰锻造—高温正火—调质热处理—压床校直—杆部及花键中频感应淬火—油封磨削加工—浸油包装。
(2)正火处理工艺采用高温台车炉加热,920 ℃保温3 h出炉风冷。
调质处理工艺采用调质生产线加工,850 ℃保温2 h,淬入5%聚乙稀醇淬火介质,然后620 ℃保温2 h出炉水冷。
(3)工件调质处理及中频感应处理后,对热处理变形件进行压床校直,在校直过程中有两只工件的杆部发生开裂现象。
在垂直于裂纹的部位线切割截取样块,进行理化检测分析。
2 化学成分在样块上截取长15 mm×宽15 mm×厚10 mm的试样,进行化学成分检测,检测设备为Labspark5000精密直读火花光谱仪,检查结果表明化学成分符合材料标准要求[2]。
化学成分的检查结果(见表1)。
3 金相检验(1)试样经过镶嵌、预磨、抛光后,4%的硝酸酒精表面浸蚀,用1E-200M型金相显微镜进行观察。
金相组织显示裂纹垂直于工件表面,裂纹深度为10 mm左右,裂纹尾部与中频淬火过渡区的白亮区交接,由此确定裂纹深度与工件表面淬硬层相当(见图1)。
汽车零部件断裂失效分析
4 汽车零部件疲劳断裂分析
4.1疲劳断裂形式
• • 断口分析是疲劳分析的重要环节，包括结构、应力分布场、载荷 形式、异常工况、应力的大小等因素特征都会有所体现； 也要关注断口或失效性质的转化及相关的条件。
疲劳断口形态
疲劳断口形态
贝壳纹形成机理
关注那些随机 性冲击载荷、 台架试验的连 续不变的载荷 和铸铁的疲劳 断口，有时并 不十分典型。
钢板弹簧疲劳断裂与磕碰伤
• 轧制过程中磕碰伤引起疲劳断裂。
板簧前卷耳疲劳开裂
• 关注冲击载荷的作用，关注车辆的动力和制动性能，道路情 况，关注断裂的部位和结构特性； • 关注对失效认识的不断深化和阶段性。
钢板弹簧盖板疲劳开裂
• 少片簧的中间段刚性不足，如果与板簧中心孔断裂有关则应该有异常 接触印记； • 压板的弯曲在先，实际的失效形式应该是弯曲，要点是弯曲的连续性， 交通肇事的弯曲脆断中会有断裂件弯曲的一类问题。
钢板弹簧中心孔疲劳开裂
• 关注约束的有效性； • 断裂力学要素：简支梁弯矩 最大部位、应力集中、应变 集中。 • 同时也应考虑少片簧平直段 的自身刚性和约束结构刚性。
钢板弹簧压板边缘处疲劳断裂
• • 关注局部异常的表面异常硬化会增加疲劳裂纹萌生的敏感性。 考虑异常的擦伤、表面挤压磕碰伤与表面强力喷丸有什么差别或作用。
汽车零部件断裂失效分析
约束失控
约束（constraint） 对质点系中各“质点（结构件）”的位置和速度预先施加的几 何学或运动学的限制。 常见的约束有柔性绳索或链条约束、光滑接触面约束、圆柱形 铰链和球形铰链约束、铰链支座约束等。约束限制质点系中各质点 的自由运动，故约束对质点系有作用力，称约束反力，简称约束力。
与结构件失效相关的约束
汽车半轴断裂失效分析
图2 1号和2号花键齿的宏观断口图1 断裂的半轴图3 3号花键齿的宏观断口键在制造工艺过程中存在先期裂纹的可能。
图4 花键齿的微观形貌特征图5 花键裂纹源区能谱分析1.4 花键齿金相分析垂直于轴向切取1号、2号和3号花键进行金相分析。
其中1号花键齿齿腰也有裂纹，且裂纹已经快扩展到齿根，齿底也可见明显的裂纹。
齿根裂纹起始区未见任何宏观夹杂，也未见脱碳、非马氏体组织，以及异常的R角过渡等问题。
2号花键齿和3号花键齿断裂的位置相似。
2号和3号花键齿都从节圆处起始，裂纹起始区均未见任何宏观夹杂、脱碳和非马氏体组织等缺陷，齿根也都未发现显微裂纹。
按照标准GB/T 10561—2005《钢中非金属夹杂物含量的测定 标准评级图显微检验法》对整个齿面进行夹杂物评级，未见A、B、C类夹杂，D类夹杂约0.5级，花键齿部的夹杂无异常。
学术|制造研究ACADEMIC纹，其他花键齿底部均未发现裂纹，花键齿的表面未发现异常的夹杂、脱碳及非马氏组织等缺陷。
齿根唯一的缺陷是存在条痕，尽管齿底条痕会造成一定的应力集中，使疲劳裂纹优先从此处萌生。
但是从金相分析结果判断，条痕缺陷在各齿底部均存在，只有1号齿裂纹丛此处起源，而且1号齿的金相上，另外一条裂纹起源于条痕缺陷的下方。
所以综合判断，条状缺陷不是导致齿底开裂的主要原因。
而且可以排除齿根存在脱碳、夹杂及非马氏体组织等缺陷，从而造成花键断裂的可能[3]。
2 失效原因分析2.1 对花键断口分析对花键端口综合分析结果表明，1号花键的断裂为疲劳断裂。
疲劳起源于齿底条痕处，裂纹源微观形貌特征为沿晶，但是并没有发现氢脆、回火脆的特征，而且沿晶区也可看到疲劳形貌。
可以判断，疲劳裂纹起源于齿底表层，因为表面进行了感应淬火处理，淬火硬化层在复杂的应力条件下出现沿晶疲劳形貌是正常的。
花键的疲劳断裂和表面硬化层的热处理无关。
2.2 花键断裂源区能谱及金相分析通过对花键断裂源区能谱及金相分析，可以排除花键齿根存在脱碳、折叠、夹杂以及原始裂纹等其他缺陷的可能。
案例分享：发动机曲轴的断裂失效分析
案例分享：发动机曲轴的断裂失效分析展开全文断裂失效是指金属、合金材料、机械产品的一个具有有限面积的几何表面的分离过程，断裂是发动机曲轴在运行过程中的主要失效形式，且疲劳断裂居首位，占失效实例约60%，对企业生产和经营造成巨大浪费和损失。
曲轴断裂失效分析特别重要，可以防止同类失效现象的重复发生，为改进设计及加工工艺提供依据，消除隐患确保产品安全可靠等，同时也是企业节能增效的有利途径。
一、曲轴断裂简介曲轴作为发动机核心零件之一，由于加工基准在曲轴中心孔和主轴颈间经常转换，产生基准不重合误差，再加上各轴颈加工精度高和轴类零件加工过程中刚性差的特点，是发动机本体五大件中加工质量最难保证的零件。
同时，曲轴又是把燃烧气体推动活塞进行直线运动转变成回转运动的桥梁，曲轴的旋转运动是整车或发动机的动力源，因此曲轴的寿命是发动机考核的关键指标之一。
由于曲轴在工作中承受交变载荷，主轴颈和连杆颈圆角过渡处属于曲轴强度的薄弱环节，长期的高速旋转运转和较大的交变负荷应力将造成曲轴圆角处产生裂纹或断裂。
轴颈圆角处、轴颈表面如有缺陷，将成为裂纹源，易造成曲轴的早期非疲劳断裂。
裂纹源一般位于连杆颈R角处，沿着约45°方向往曲柄梢扩展，最后断裂，包括裂纹源、裂纹扩展、断裂三阶段。
如图1、图2所示。
曲轴的断裂大多是突然发生，易引起人员的伤亡和机器的损坏，造成的损失非常巨大，是曲轴生产厂家生产经营中特别关注的课题。
二、曲轴断裂分析曲轴断裂的原因主要有以下几种情况：1.机加工不符合要求（1）曲轴制造质量不好，加工粗糙、材质不佳，达不到设计要求。
（2）各缸工作不平衡，活塞连杆组重量偏差过大，引起曲轴受力不均而导致断裂。
（3）冷校直也是曲轴断裂的一个原因。
因为校直是塑性变形，会产生微裂纹，大大降低了曲轴的强度，因而在交变载荷的作用下，会导致曲轴断裂。
（4）各道主轴承中心线不同心，使曲轴受交变压力的作用，导致曲轴断裂。
造成主轴承不同心的原因，除了缸体热处理过程中自然失效机体本身变形引起的以外，往往还由于维修装配或刮瓦时主轴承不同心引起。
某驱动桥半轴套管断裂分析和优化设计
某驱动桥半轴套管断裂分析和优化设计发表时间：2018-10-29T10:11:01.057Z 来源：《知识-力量》2018年11月上作者：张瑞华穆玉峰[导读] 后桥是汽车的关键零部件，起着承受载荷和扭矩的作用，一旦出现断裂，将严重影响乘客的生命安全，故对其失效模式分析尤为重要。
本文对一款新型后桥在道路试验过程中发生半轴套管断裂的失效模式进行分析，通（精诚工科汽车系统有限公司，河北保定 071000）摘要：后桥是汽车的关键零部件，起着承受载荷和扭矩的作用，一旦出现断裂，将严重影响乘客的生命安全，故对其失效模式分析尤为重要。
本文对一款新型后桥在道路试验过程中发生半轴套管断裂的失效模式进行分析，通过材质检测及理论计算，对失效因素进行排查。
最终找到失效原因，并提出改进措施，避免再次失效，对提高汽车的安全性意义重大。
关键词：驱动桥；半轴套管；断裂引言驱动桥壳起着支撑汽车载荷的作用，同时还要承受制动载荷、静载荷所引起的较大弯矩和扭矩。
一旦桥壳出现断裂，将会影响整车安全，故对桥壳断裂失效模式分析意义重大。
现某公司有一款新设计后桥在搭配汽车进行道路试验可靠性试验过程中，行驶至强化路的石坏路时，左后驱动桥半轴套管发生断裂，需立刻分析原因并制定整改措施，避免再次失效断裂。
1、基本情况某厂生产的两根不同批号的汽车半轴套管在使用过程中发生断裂，断裂情况类似，均发生于中的R2.5mm过渡圆角处。
对其中一件半轴套管进行了断裂分析。
图纸要求半轴套管采用45Mn2钢管生产，产品硬度要求为220~270HBW。
2、加工工艺分析将该桥的未断裂边拆解后，需对轮毂内轴承颈R角进行测量为4mm，设计要求为4～4.4mm，故该内轴承颈R角是符合设计要求，但在R 角根部与轴承颈之间存在一台阶，此台阶在设计中是不存在的，此处R角仅有1mm，将会引起应力集中，容易产生裂纹。
针对台阶产生的问题进行一番调查后，发现是由于轴承颈需要经过粗车-精车-磨削三个步骤，在实际操作中，磨削轴承颈时并未磨轮毂内轴承颈R角，导致产生台阶。
轻型汽车后桥半轴断裂件的组织及断口特征
第一章绪论1．1 微型车后桥简介后桥位于动力传动系统的末端，是汽车底盘的重要组成部分之一，是影响汽车承载力、运行平稳、动力性等的关键部件。
其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用与路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。
驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴总成、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。
对于研究后驱汽车承载力、运行平稳性、动力性等相关性能后桥力学强度分析相对整车来讲是十分必要的。
一段时间以来我公司货车后桥半轴出现在后桥装配到整车后，试车时发生后桥半轴断裂的情况。
后桥半轴为汽车后桥的关键重要部件特为此半轴断裂件做全面的分析研究以确定发生断裂的原因，确保以后杜绝此类现象的发生。
1．2后桥半轴等部件设计的要求及力学分析的必要性后桥总成设计应满足如下基本要求：1）所选择的主减速比应能保证汽车具有最佳的动力性和燃料经济性。
2）外型尺寸及质量要小，但要保证必要的离地间隙。
3）齿轮及其他传动件工作平稳、噪声小。
4）在各种转速和载荷下具有高的传动效率。
5）在保证足够的强度、刚度条件下，尽量质量小，尤其是簧下质量小，以改善汽车平顺性。
6）与悬架导向机构运动协调。
7）使用寿命要长，结构简单，结构性能应满足使用要求，制造方便，维修容易等。
8）必须符合汽车行业相应标准和法规要求。
为了适应激烈的市场竞争，满足用户需求，企业需要开发出高品质、低价位的新产品汽车，后桥作为后驱车的一个关键部件，其质量对整车的安全性能有重要的影响。
微型车桥壳采用整体式，钢板冲压式焊接结构，主减速器采用准双曲面锥齿轮，采用单级减速、主动齿轮采用悬臂式支承，半轴采用半浮式结构。
因而对其相关主要部件进行有效的力学优化分析与设计是非常必要的。
第二章后桥半轴结构特点从差速器传出来的扭矩经过半轴轮毂最后传给车轮，所以半轴在传动系中是传递扭矩的重要零件。
半轴因受力情况不同分为全浮式、半浮式、3/4浮式。
汽车半轴断裂分析
汽车半轴断裂分析
一、情况说明
某型号汽车半轴在装车使用不久，便出现多根断裂，断裂位置均在半轴靠近法兰盘的台阶转角处，见图1。
该转角处为几乎无圆弧过渡的直角，见图2。
断口形貌见图3，为典型的疲劳断口，由于台阶转角处R太小而引起应力集中，便萌生疲劳源，所以该处整个圆周边缘均为疲劳源。
该半轴材料为40Cr钢。
经分析，其化学成分符合规范要求。
图1 断裂半轴。
箭头指处为断裂位置 图2 断裂位置台阶R处为几乎无圆弧过
渡的直角
二、理化检验
沿图2中蓝线位置，将断裂半轴沿纵向剖开，见图4。
经金相检验发现，该半轴表面存在感应淬火层，总深度约为1.4mm；而自断口(转角R处)至淬火层的约10mm区域，半轴表面未淬火，表示断裂发生在未淬火区域内。
感应淬火层组织为回火马氏体，半轴基体组织为分散分布的块状铁素体及珠光体，但部分珠光体已球化，见图5～图9。
图4 10× 半轴断裂处轴向剖面组织形貌。
图5 50× 感应淬火层全貌
图6 500× 感应淬火层组织
图7 100× 半轴基体组织为铁素体+珠光体混合分布
图8 500× 前图放大，大部分珠光体已球化
图9 1000× 前图放大
三、分析讨论
3.1 断裂原因分析
外因：半轴台阶转角处R值较小，易引起应力集中，萌生疲劳裂纹；
内因：半轴断裂处基体组织为分散分布的块状铁素体及珠光体，但部分珠光体已球化，使半轴的强度下降。
3.2 建议
建议半轴在机械加工之前进行调质处理进行，使台阶转角处的强度提高；同时增大转角处R值。
某新型汽车半轴断裂失效分析
试验测试某新型汽车半轴断裂失效分析王帅丁鹏程琳(南京汽车集团有限公司汽车工程研究院）摘要：某新型汽车半轴进行台架验证试验中发生断裂，通过宏观分析、显微 组织、理化性能和断口形貌分析等方法对断裂原因进行分析。
结果表明，该半轴在中频感应泮火处理上存在不合理之处，导致半轴在表面出现微裂纹，并在工作应力的作用下疲劳扩展，最终产生疲劳断裂。
关键词：汽车半轴断裂失效分析1引言半轴是汽车后桥传递动力的主要零部件之一，发动机的扭矩经万向轴传至后桥的螺旋锥齿轮,然后经过半轴推动车轮转动。
半轴的作用是传递扭矩，在起动、刹车、换挡以及在崎岖道路上行驶时，还要承受弯曲和冲击。
因此,半轴需要有高的静扭强度、抗疲劳强度，以及足够的冲击韧性。
某新型汽车半轴在进行台架试验中发生断裂，断裂周期为15万次，远低于设计寿命。
通过对断裂半轴进行化学成分、显微组织、宏观微观断口 及力学性能分析，以期找到造成该半轴断裂的主 要原因，并提出合理的改进措施。
2半轴技术要求和试验条件半轴的结构简图见图1所示，材料选用400中碳合金钢，经锻造成形。
为提高材料的强韧性，半轴预先进行调制处理，处理后心部硬度为24-30HRC,法兰盘硬度不低于24HRC;调质后对 工件表面进行中频感应淬火处理，增加表面的强 度和压应力，增加工件的抗疲劳性能，杆部表面硬 度不低于52HRC。
根据Q(yT293《汽车半轴台架试验方法》进行台架验证试验。
实际工作情况：后桥额定输出 M=10500Nm，半轴计算扭矩M j=5250Nm。
设定试 验参数:试验最小扭矩:M min=0.1Mj=525Nm;试验 最大扭矩:Mmax=Mj+ M m in=5775Nm;扭转疲劳寿 命30万次。
3失效分析3.1 断裂位置半轴断裂失效发生在轴杆中部，见图2(a),该 部位为中频感应淬火区。
断轴外观断裂处未见明 显变形，基本位于半轴中部。
法兰盘杆部和花键杆 部外观完整，未见明显变形，半轴表面未见明显缺 陷〇(a)断裂位置 （b)断口图2宏观形貌图3断裂起始处的断裂形貌x203.2宏观形貌检查断口宏观如图2(b)所示，断口与轴线呈45° 螺旋面,性质为杆件扭转正断。
40Cr钢汽车半轴断裂原因分析
40Cr钢汽车半轴断裂原因分析李海明【摘要】针对某40 Cr钢汽车半轴在装配过程中发生断裂的问题，通过对半轴的化学成分、显微组织、力学性能、断口等方面进行分析，查找出了导致半轴断裂的原因。
结果表明：半轴热处理时淬火温度过高或保温时间过长，导致奥氏体晶粒粗大，冷却时在材料心部形成魏氏体组织，是导致半轴断裂的主要原因；另外淬火温度偏高导致杂质元素在晶界聚集，降低了晶界的结合强度，也促进了半轴的断裂。
因此，优化冶炼工艺制度、并严格遵守热处理制度是避免汽车半轴断裂的主要措施。
%Aiming at the problem of fracture of 40Cr steel automobile half-shafts during assembly,by analyzing the chemicalcompositions,microstructure,mechanical properties and fracture of the half-shaft,the fracture reasons were found out.The results show that the too high quenching temperature and too long holding time in the heat treatment process led to coarse austenite,and then widmanstatten structure was formed in the center of the half-shaft during cooling, which were the main reasons for the fracture.At the same time,higher quenching temperature led to the aggregation of impurity elements at the grain boundaries and reduced the grain boundary bonding strength,which also accelerated the fracture of the half-shaft.Therefore,optimizing of smelting process system and strictly complying with the heat treatment process system were main measures to avoid fracture of the automobile half-shafts.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2016(052)008【总页数】5页(P589-593)【关键词】汽车半轴;断裂;魏氏体组织;热处理工艺;夹杂物【作者】李海明【作者单位】莱芜钢铁集团有限公司，莱芜 271104【正文语种】中文【中图分类】TG16140Cr钢是常用的中碳低合金高强度调质钢，其抗拉强度、屈服强度及淬透性等指标均优于45钢，应用非常广泛[1-2]。
汽车后桥半轴断裂失效分析
汽车后桥半轴断裂失效分析摘要: 某新型汽车在试验过程中发生后桥半轴断裂故障。
重点对断裂半轴的断口外观进行宏观及微观检查察，结合金相组织检查、淬火层厚度检查、硬度检测、化学成分分析、冲击性能测试和残余应力测试，确定半轴的断裂性质，并对其断裂原因进行了分析。
结果表明，导致半轴断裂的主要原因有淬硬层组织异常、深度相对较深等因素。
关键词: 汽车后桥半轴；断裂失效；0引言失效半轴材料牌号为40Cr，原材料要求参照标准GB3077-88。
半轴材料牌号为40Cr，原材料要求参照标准GB3077-88。
半轴技术要求参照《QC/T 294-1999》，基本加工流程：锻造-机加工-调质-中频淬火-磨削加工-磁粉探伤。
在汽车传动系统中的后桥半轴是关键安全零件之一，为解决半轴断裂故障，准确地分析其失效形式及产生因素，对半轴结构、载荷性质、应力分布等因素及与各种失效形式之间的关系进行了综合分析。
1试验过程与结果1.1半轴外观及断口宏观检查汽车后桥半轴断裂发生在轴杆中部，该部位为中频感应淬火区。
断轴外观断裂处未见明显变形，基本位于半轴中部。
法兰盘杆部和花键杆部外观完整，未见明显变形，半轴表面光亮，未见腐蚀痕迹。
半轴匹配断口宏观形貌见图1，半轴断口基本垂直轴向，断面平齐。
断面分为心部灰色韧断区、中部银亮色环形区和外围灰色脆断区三部分，见图1a。
心部相对粗糙，中部环形区表面可见周向摩擦变形，外围断面可见明显的人字纹状放射棱线，棱线汇聚于轮轴一侧近表面，此处为裂纹源区位置，见图1b。
1.2断口微观观察将轴断口切取后经丙酮超声波清洗后在体式显微镜下进行观察，可见半轴为单点起源，断口中间环形亮带表面磨损，在淬火层裂纹扩展中后期表面存在弧线状挤压损伤，裂纹源区相对一侧淬火区断面存在一条明显的宏观二次裂纹。
将断口放入扫描电镜进行观察。
断口源区形貌见图2，单点起源，源区位于半轴表面，源区未见材质缺陷，靠近源区为沿晶+韧窝断裂特征，扩展阶段以准解理+韧窝断裂特征为主。
汽车零件失效分析—疲劳断裂分析思路及要点
引言
➢ “失效学系统论”是研究系统的模式、结构、性质和规律的理论， 它具有系统性、最优化、模型化等基本原则。
➢ “失效学的方法论”是认识世界和改造世界的方法理论，它具有 普适性、科学性、有效性等性质；
➢ 鉴于疲劳断裂失效在汽车零部件数量和种类上多发性、失效形式 和影响因素的多样性，有必要系统地分析、归纳和总结分析的思 路和要点，建立和优化分析模式，提高分析和解决问题工作的准 确性和有效性。
3.3.3同轴度不合-力学要素
某轿车自动变速器驱动板接续发生了3件疲劳开裂的问题，间隔里程在 23000~25000公里之间； 该问题应该是发动机曲轴和变速器输入轴的轴中心线的同轴度不良。
变速器
发动机
3.3.4齿轮间隙-力学要素
曲轴第一曲柄弯曲疲劳断裂时有发生，原因是发动机相关齿轮啮合间隙过小，曲 轴断头承受弯曲疲劳载荷； 应关注相关齿轮轮齿的齿面啮合情况。
“材料疲劳强度”总体上属于“显性要素”，靠检验予以确认； “零件的疲劳应力”大多属于“隐性要素”，需要分析评价； “零件的疲劳寿命”属于“半显性要素”，需要充分地评估。
疲劳分析三要素的关系
关注金属材料的疲劳特性，强度（应力）数轴的变化是数学级 数，寿命数轴变化是几何级数。
需要关注疲劳曲线的“斜率”。对于汽车常用的、疲劳强度较 高的结构钢来讲，“寿命阶比”系数大约在1.25~1.40之间。
疲劳断裂的寿命特性
某国产发动机曲轴因“烧瓦”而引起曲柄弯曲疲劳断裂，大量反馈 的车辆行驶里程大致在1~2万公里左右，但后来收集到的最典型的数 据告知，从其更换润滑油到曲轴断裂的行驶里程仅为500公里，其寿 命折损率应为0.1%。 这种寿命数据表达了当时的润滑油市场的情况和换油的频次和几率 问题。 确认零部件的“疲劳寿命”时，要注意 到一种较常见的情况，即机械系统运行 过程中，某些“技术状态”会出现连续 性变化或阶段性的突然变化，导致“应 力要素”异常波动而引起零部件的疲劳 开裂，这种情况下真实的疲劳寿命要低 于、或远低于实际记录的寿命，
40Cr钢汽车半轴断裂失效分析_黄丽荣
40Cr钢汽车半轴断裂失效分析黄丽荣1,汤宏智2(1.沈阳职业技术学院机械装备系,辽宁沈阳110045;2.沈阳华晨金杯汽车有限公司,辽宁沈阳110044)摘 要:通过宏观分析、显微组织和断口形貌观察以及硬度测试等方法对40Cr钢汽车半轴的断裂原因进行了分析。
结果表明:汽车半轴断裂的主要原因是半轴凸缘与杆连接的轴台阶处表面存在脱碳层,在高的扭转疲劳剪切应力作用下形成裂纹源;40Cr钢含有较多的大尺寸非金属夹杂物,另外热处理工艺不当,造成材料综合力学性能达不到要求,使表面萌生的裂纹在应力作用下迅速扩展,造成汽车半轴发生疲劳断裂。
关键词:汽车半轴;断裂;40Cr钢;失效分析中图分类号:T G142.41 文献标志码:B 文章编号:100023738(2009)0520073203F ailure Analysis of40Cr Steel Automobile Semi2axleHUANG Li2rong1,TANG H ong2zhi2(1.Shenyang Polytechnic College,Shenyang110045,China;2.Shenyang Brilliance Jinbei Automobile Co.,Ltd,Shenyang110044,China)Abstract:Using macro analysis,the observation of microstructure and fracture morphology and hardness testing,the failure analysis of breaking of40Cr steel automobile semi2axle was analyzed.The results show that the crack was mainly caused of the decarburized layer on the surface of axial bench connected half shaft flange and rod, the crack initiation was formed under the high torsion fatigue shearing stress.The40Cr steel contained more non2 metallic inclusions,and its mechanical properties could not reach the request as the improper heat treatment process.The fatigue crack formed on the surface extended rapidly under the stress,which resulted in the fatigue f racture.K ey w ords:automobile semi2axle;f racture;40Cr steel;failure analysis0 引 言2008年6月,沈阳某公司生产的一台面包车在正常行驶256km后,汽车半轴发生断裂,在随后较短的时间内,又有两起类似事故发生,半轴的宏观断裂特征基本相同,于是公司立即对该批次生产的半轴进行封存和更换。
汽车零部件断裂失效分析简述
注：失效模式的分析、确认是整个分析工作的第一步。
3 断裂失效分析
3.1 断裂失效分类
按断裂变形程度分类：韧性断裂、脆性断裂； 按应力类型分类：正断、切断； 按裂纹扩展途径分类：沿晶断裂、穿晶断裂、混晶断裂； 按载荷性质分类：疲劳断裂、延迟断裂、冲击(过载)断裂； 按微观断裂机制分类：解理断裂、韧窝断裂、疲劳断裂、蠕 变断裂等。
失效的批量性
与汽车的大规模生产方式有关，也与材料工艺的不稳定和异 常的使用工况有关；
失效形式的多样性
汽车是一个结构和功能相对复杂的行走机械，零件零部件的 结构和工艺种类繁多、工况和载荷形式不尽相同，带来的多 样性；
失效的阶段性
这与设计、材料、工艺制造 水平等因素有关。
2.3 失效分析技术要点
汽车零部件断裂失效分析
1、基本概念
失效：国家标准GB3187-82中定义：“失效（故障）----产品丧失规定的功
能。对可修复产品，通常也称为故障。”
规定的功能：是指国家有关法规、质量标准、技术文件以及合同规定的对
产品适用、安全和其它特性的要求。它既是产品质量的核心，又是产品是否 失效的判据。
3.2断裂失效形式
应力开裂的形式
拉 伸
不 同 类 型 负 荷 下 断 裂 形 式
3.3 应力-强度干涉模型
可靠性设计的基础原理； 模型的狭义概念：应力-安全系数-强度之间的关系； 模型的广义概念：设计-制造-使用失效之间的关系； 可靠性：性能和结构设计、制造工艺、使用工况； 是各种失效模式、影响因素及评价的基本思路。
结构——弯曲梁（悬臂、简支梁）、扭转杆、拉压杆、组合状态
等；
半轴断裂失效分析
「材料：生产与工艺)信息记录材料2019年5月 第20卷第5期半轴断裂失效分析何智慧 郭洪飞"(通讯作者)，刘霞'，王克山'，王思明5,周(1珠海市横琴新区建设工程质量检测中心有限公司 广东(2暨南大学 物联网与物流工程研究院 广东 珠海(3内蒙古工业大学材料学院 内蒙古 呼和浩特(4广东富华铸锻有限公司广东江门 5 2 9 1 4 7 )弈2,伦毅涛2,陈秋帆2珠海 5 1 9 031 )5 1 9 07 0 )01 005 1 )(5珠海格力电器股份有限公司 广东 珠海 5 1 9 07 0 )(6内蒙古北方重工业集团有限公司理化检测与失效分析中心 内蒙古 包头 0 1 4 000)【摘要】断裂半轴所用材料为ZG29MnMoNi.对断裂半轴进行宏观观察、化学成分、力学性能检测和金相检验等试验。
结果表明：半轴的失效性质为疲劳断裂.【关键词】半轴；断裂；原因分析【中图分类号】TH17 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624 ( 2019 ) 05-0062-021引言ZG29MnMoNi 是大型铸件用低合金铸钢。
其中Mn 能提高钢的屈服强度⑴、Mo 使钢具有红硬性、Ni 在提高钢的强度和硬度的同时还能保持良好的韧性⑵。
但是轴类零件在使用前都要进行调质处理，以便达到优良的综合性能。
2实验半轴材料为ZG29MnMoNio 加工过程为：铸造〜热处理 一粗加工〜表面淬火f 低温回火〜精磨，在运行18000个小时后发生断裂。
3实验过程与结果3. 1断口宏观观察断裂半轴宏观形貌如图1所示，肉眼可见在断口外表面处有一明显的亮斑点及从亮斑点向内表面呈弧线推进的扩展裂纹，断口较光滑平坦，将断口断裂源局部放夫，断 裂源呈圆形，是疲劳破坏的起点，疲劳扩展区存在不致密的孔洞。
图1半轴宏观形貌3. 2化学成分分析在半轴上取样进行化学成分分析，结果见表1。
表1化学成分分析结果(％)CMn Si S P Cr Cu Ni Mo Al 断裂轮毂 0.24 1.22 0.31 0.008 0.015 0.18 0.11 0.38 0.15 0.0173. 3力学性能检测 在半轴上取样进行力学性能检测，结果见表2。
半轴断裂质量问题整改汇报资料
安簧公司半轴断裂质量问题 分析整改
安簧公司工程机械分公司质检部 2012年5月
汇报主题
一、半轴断裂分布状况 二、半轴断裂图片 三、半轴断裂原因分析及检测结果 四、整改措施
一、半轴断裂分布状况
一、半轴断裂分布状况
序 号 1 2 3 车型 反馈时 间 整机编号 计时表读数 交货日期 （小时） 210 110526181 702 702 2011-5-20 客户单位/地址 故障原因 桥号 备注
•
三、部分检测图片及检测结果
QAH45JX驱动桥图片
三、部分检测图片及检测结果
轮毂端面跳动检测5件均合格，图纸要求跳动0.05mm，实测0.03mm以内.
三、部分检测图片及检测结果
桥壳法兰面与桥壳中心线平行度（0.1）及桥壳法兰面与桥壳中心线高度80（0.2/-0.5）检测均合格。
.
三、半轴断裂可能存在的原因分析及检测结果
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收稿日期：２０１３－０９—０６
该起半轴断裂事故的车辆行驶了１３ ８５９公里， 使用时间约九个月。断裂位置发生于半轴的轴承和 紧固套安装位，断裂后的半轴如图ｌ、图２所示。图１ 是断口的正面，从图ｌ我们可以看到接近外圆周的 一圈有摩擦痕迹，但还能清楚地看到裂纹扩展的纹 路，见图中箭头Ａ所指的如贝壳的纹路，即是疲劳贝 纹。贝壳纹的圆心即为断裂的初始位置裂纹源，如图 中箭头Ｂ所指；裂纹按照疲劳贝纹扩展，当半轴的有 效截面越来越小，已无法承受其载荷时发生快速撕 裂，也即最后断裂区如图中的Ｃ处，最后断裂区与断 裂面呈４５。角。从整个断口看，该断口具有疲劳贝 纹，最后断裂区与断裂面呈４５０角，裂纹源处被磨 损，其特征符合疲劳断裂的特征。从断口的侧面图２ 中，我们可以看到半轴的外圆周面被磨损得发亮，且 有许多小凹陷，在裂纹源的侧面有小缺陷。
辆在行驶７ ７５０公里和９ ８８０公里时，曾两次更换过 半轴轴承，而维修点未购入拆解轴承的专用工具，证 实半轴断裂的原因是拆装轴承零件不当造成，与半 轴本身质量无关。 （下转第１ ４４页）
１３３
２００５评定，其非金属夹杂物较少，说明钢材冶炼质量 较好。
万方数据
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１２，２０１３
表２从１＃位置向心部打硬度梯度
距表面距离（ｒａｍ）
ＨＶＯ．２ Ｏ．２ ３３０ ３５．０ ２ ０ ３８１ ４００ ０．４ ３２６ ３４ ５ ２．２ ３７９ ４０．８ ０ ６ ２７４ ２８ ０ ２．４ ３８３ ４１．５ ０．８ ３ １５ ３３ ５ ２．６ ３７９ ４０．０ １ ０ ３２ｌ ３４０ ２ ８ ３８８ ４２．Ｏ ｌ ２ ３３２ ３５ ０ ３．０ ３８３ ４１．５ ｌ＿４ ３３８ ３５ ９ ３ ２ ３８３ ４ｌ ５ １．６ ３４ｌ ３６ ０ ３．４ ３８５ ４１．５ ｌ ８ ３４７ ３６．５
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．１２，２０１３
汽车半轴断裂失效分析
李伟吾，夏庆华，李黎勇
（柳州五菱汽车工业有限公司，广西柳州５４５００７）
摘要：通过宏观分析、显微组织和断口形貌观察以及硬度测试等方法对汽车半轴的断裂原因进行了分析。结果表明，Ａ－车－ 半轴的断裂是由于拆换轴承不当导致半轴表面损伤产生裂纹源，后经反复的磨损及受力，其裂纹不断扩展，并最终断裂。 关键词：汽车半轴；断裂；失效分析 中图分类号：Ｕ４６６ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１ ６７２—５４５Ｘ（２０１ ３）１
Ｘ
４
结束语
通过设计有效的双层过滤取样管路及两路独立的
图５尾气分析仪与汽车ＥＣＵ连接框图
自动反吹控制净化系统，并采用加长的标准取样管，增 加水份及油汽的二级过滤，尽可能降低油水对检测平 台的污染，解决了尾气分析仪在生产线上２４小时下线 检测的情况下，长时间工作所导致的以下问题：尾气 中的水太多，影响仪器稳定测量；测量节拍太快，ＨＣ 值无法及时降下；现场工人的工作强度较大，维护要 求较高。从而，提高了设备工作稳定性，很大程度上 降低了维修工作量。 通过自行设计的低成本备件替代进口备件，及 采用先进的数字通讯方式取代传统传感器检测方 式，实现设备备件免维护及零更换，解决了使用进口 昂贵备件损耗大、更换频繁、维护使用费用高的问 题，使居高不下的设备维护成本得到大大地降低。探 索实现尾气分析仪低成本维护方法，体现了我公司 低成本、高价值的制造理念。
纹由此扩展，导致最后断轴；
１
理化检验和结果
１．１断口宏观形貌
（２）设计不当引起的断轴。有些是因为设计的不 足，个别车型上的半轴设计的较细的过渡台阶、圆弧 尺寸过小，这易产生较大的应力集中，在使用中往往 达不到使用寿命出现断轴； （３）加工及尺寸不当引起的断轴。实际加工半 轴零件中，由于加工方法不恰当，加工粗糙或意外 损伤，表面粗糙度不好，形状及尺寸问题都极易引 起断轴； （４）热处理不当，致使半轴强度降低，不能满足 使用要求发生断裂； （５）装配、使用及维修不当引起的断轴。半轴在 拆装轴承、紧固套等零件时受力损伤；长期在道路不 平等条件下工作，超载行驶；轮毂松动，轮胎在摆动 中行驶；没有按规定维修、检查，维护保养不当；受到 超过正常值的冲击载荷，瞬时载荷超过半轴的强度 极限时都会出现断裂。本文结合公司一起半轴断裂
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｍａｃｒｏ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔｉｎｇ，ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｓｅｍｉ—ａｘｌｅ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆｒａｃｔｕｒｅ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｈａｌｆ ｓｈａ矗．ｉｓ ｄｕｅ
ｇａｓ ａｎａｌｙｚｅｒ
ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
ｃｏｓｔ
ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ａｎｄ
ｓｕｍｍａｒｙ，ｃａｒｒｉｅｄ
ｏｕｔ
ａ
ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ
ｃｏｓｔ
ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｒｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｆｏｒ
ｏｕｒ
ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｒｅａｌｉｚｅｉｇｈ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｌｏｗ
ｃｏｍｐａｎｙ．
ｔｅｓｔ
Ｋｅｙ ＷＯｒｄｓ：ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ
ｌｉｎｅ；ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ
ａｎａｌｙｚｅｒ；ｌＯＷ
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２一０１ ３２一０２
汽车半轴是汽车传动结构中传递动力最重要的 轴类构件，运转中的受力情况复杂，特别是半浮式半 轴，除了传递来自发动机的扭矩外，还要承受车轮上 作用的垂直力、横向力以及牵引力和制动力所形成 的纵向力作用的弯矩，易产生扭转和弯曲变形，甚至 产生裂纹发生断裂。当构件失效后，往往会造成严重 的后果，引发安全事故。 在实际生产使用过程中，半轴断裂的原因比较 复杂，主要考虑以下几个方面的原因： （１）材料缺陷引起的断轴。由于材料中存在缺 陷，在循环载荷作用下将在材质缺陷处产生裂源，裂
根据选中的数据读取ＥＣＵ单元中对应的值，根据协 议解析对应的数据，得到各项数据流的值。尾气分析 仪与汽车ＥＣＵ连接框图如图５所示。
１２×２６．７７×１８唧６０＝２０２ ３８１．２元／年。改造 后，一年产生总效益＝２３７ １２０元＋２１１ ２００元＋ ２０２ ３８１．２元＝６５０ ７０１．２元。
［２１０
参考文献：
３实施效果分析
在我公司东西部总装检测线实施尾气分析仪低 成本维护改造后，备件损耗费用得到降低，光是取样 探针一项，对比改造前，原来使用的进口取样探针价 格为２ ５００元，八条检测线平均每月损耗８只，一年损 耗的探针成本合计：２ ５００×８ Ｘ １２＝２４０ ０００元；改造 后采用自制取样探针，每只仅３０元，每月损耗８只，一 年损耗的探针成本合计：３０ ８８０元，成本 节约合计：２４０ ０００—２ ８８０＝２３７ １２０元；
０ ０１５
００１８
中４０Ｃｒ要求
０１７～０ ３７
０ ５０—０ ８０
≤００３５
≤００３５
０ ８０一１１０
１．３硬度分布
在半轴的外网周进行洛氏硬度试验，如图３半
作者简介：李伟吾（１９７７一），男，工程师，学士学位，主要研究方向：焊接工艺与设备。
１３２
万方数据
《装备制造技术））２０１３年第１２期 轴的中间凸起部位，其硬度值ＨＲＣ分别为：４８．０、 ４９．０、５０．０，而图纸要求半轴的硬度值ＨＲＣ≥５２，不符 合半轴的技术要求。
图５
２＃处的非金属夹杂物
图６
１＃处的非金属夹杂物
断口表面的金相组织是回火屈氏体，如图７所 示；断口心部的组织是珠光体＋铁素体，如图８所示。 根据半轴的热处理工艺，其表面经过了高频淬火＋低
图３
１＃位置硬度梯度折线图
温回火，其表面组织应为回火马氏体；现在其组织不 对，根据断口侧面的磨损情况以及硬度梯度的变化情 况，硬度表面较低，而在２．０ ｍｍ后硬度升高的现象， 我们可以推断，半轴表面经过了高频淬火＋低温回 火，但在使用过程中被磨损发热，又进行了一次回火， 其组织变成了回火屈氏体，其表面硬度随之降低。
会有太大的波动。
梯度，其结果如表３所示，其硬度值走向如图４所 示，其中横坐标是距离表面的数据，单位为（ｍｍ），纵
坐标是维氏硬度值ＨＶ０．２。
表３从２＃位置向心部打硬度梯度
从零件断口的侧面我们可以看到深度磨损的痕 迹，可以推断：零件经过高频淬火＋低温回火后，获 得了正常的硬度梯度，但由于和轴承发生相对转动， 被高速打转摩擦产生的热能进行了浅表层回火，其 组织和硬度都发生了变化。正常装配是不可能产生
［１】ＧＢｌ８２８５—２００５，点燃式汽车发动机排气污染物限值及测量
方法（双怠速法及简易工况法）［ｓ】． 【２】２ ＧＢ２１８６１—２００８，机动车安全技术检验项目与方法【ｓ】．
Ｘ频次×２６．７７元（时人均工资）Ｘ人数１／６０秒＝
Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ａｎａｌｙｚｅｒ ｉｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｓｔ Ｌｉｎｅ ｏｆ Ｌｏｗ Ｃｏｓｔ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ
薹匿耋蓥
图４
这些现象的，应是装配不当造成表面损伤缺陷，形成 裂纹源。同时表面组织的变化造成零件强度降低，在
反复磨损和受力后裂纹不断扩展，并最终断裂。
３
挚笺甏孝蓥紧专髫笺攀攀嗜
２｛｝位置硬度折线图
结束语
通过查询事故车辆的售后维修记录，发现该车
１．４显微组织 在断口的纵向截面做金相试验，断口处非金属
夹杂物，Ａ０．５；ＢＯ．５；如图５、６所示，按照ＧＢ／Ｔ１０５６１—