1.切取液壓扳手驅動板完好部分試樣,打磨后用 PDAＧ７０００型光電發射光譜儀和 TCHＧ６００ 型氧氮 氫聯測分析儀分別進行化學成分和氧、氮元素含量 分析,結果如表１所示.根據實測化學成分,查閱相 關標準,初步判斷其材料為超高強度１８Ni系列馬氏體時效鋼,牌號為 X２NiCoMo１８Ｇ８Ｇ５(BSEN３５２８: ２０１３)[４]. １．３ 硬 度 在液壓 扳 手 驅 動 板 斷 口 附 近 部 位 取 樣,使 用 Tukon２５００型維氏硬度計測其硬度,載荷４９N,保 載時間１１s,測 得 硬 度 分 別 為 ５４９,５５２,５４９,５４８, ５４６,５４８,５５６HV.可見,驅動板斷口附近部位的硬 度在５４９~５５６HV,平均值為５５０HV,符合BSEN ３５２８:２０１３ 標 準 的 相 關 規 定,即 X２NiCoMo１８Ｇ８Ｇ５ 馬氏體時效鋼的維氏硬度值應在５１０~６００HV.

 2.沿圖１所示的虛線進行切割制備斷口分析試 樣.由圖２可 以 看 出,裂 紋 源 靠 近 圖 １ 中 D 處 位 置,擴展區面積較小,瞬斷區的面積較大,剪切唇位 于圖左上角,呈灰白色. 用 Evo１８型掃描電子顯微鏡(SEM)對斷口各 特征區域進行觀察,結果如圖３所示.由圖３(a)可 以看出:裂紋源區有明顯的發散狀條紋,中間有一條 明顯的撕裂棱,這說明驅動板在斷裂過程中存在較 大的應力集中[５];裂紋源區未見明顯夾雜物,可見疲 勞裂紋并非由夾雜物所致,裂紋源位于圖１中 D 處附近.由圖３(b)~(d)可見:靠近裂紋源的擴展區 中隱隱可見細小的疲勞輝紋;擴展區中部多處出現 二次裂紋,存在明顯的準解理特征,未見疲勞輝紋特征,這是因為該處位于疲勞裂紋擴展的第Ⅰ階段[６]; 鄰近瞬斷區的擴展區中可見明顯的疲勞輝紋[７],其 法線方向與裂紋擴展方向一致,與靠近裂紋源的擴 展區相比,疲勞輝紋更加明顯.由圖３(e)可見:上、 下部分顯微組織有明顯差異,此處為疲勞斷裂擴展 區與瞬斷區的分界區;上部分顯微組織放大后如圖 ３(d)所示,具有明顯的疲勞條紋特征;下部分如圖３ (f)所示,呈韌窩特征,此處為瞬斷區[８].

3.顯微組織和夾雜物 分別在液壓扳手驅動板正常部位及斷口附近部 位截取金相試樣,按照 GB/T１０５６１－２００５進行夾 雜物評級.正常部位檢測結果為 B１TiN級;斷口附近 部位檢測結果為 D０．５TiN 級.BSEN３５２８:２０１３標 準沒有對夾雜物作出規定,而國內相似牌號鋼種的 產品標準 GJB６４８０－２００８要求 B類夾雜及 D 類夾 雜合格級別均不大于２級.由此可見,該液壓扳手 驅動板夾雜物級別均滿足標準要求,驅動板的潔凈 度較好.用 AxioImagerZ１m 型光學顯微鏡觀察 正常部位及斷口附近部位的顯微組織.由圖 ４ 可 見,驅動板正常部位和斷口附近部位的顯微組織均 為馬氏體＋少量殘余奧氏體,無明顯差異.根據液壓扳手驅動板的尺寸和工況,利用 Abaqus 軟件建立驅動板應力分析有限元模型,如圖５所示.選用的分析步類型為StaticGeneral,試驗鋼的密度 為７８５０kg