液压泵安装座壳体裂纹失效分析

　　1 引言

　　在对750h试验后的液压泵进行延寿试验的过程中,当试验进行到大约100h左右时,发现一侧的轴颈盖板螺钉处有渗油现象。且该处的轴颈盖板取不下来,经轻微敲打才将其取出,但未出现裂纹。更换密封胶圈后,用油石对轴颈盖板上的耳轴进行研磨后才装配到位,随后运行了约6h发现该轴颈盖板处冒油,分解检查,发现壳体安装座的安装孔处有一裂纹,并向斜下方延伸(图1、图2)。

　　另外,在试验现场对试验台检查时发现,试验台的齿轮油箱内已无润滑油,齿轮箱内的齿轮泵不工作,不能向齿轮箱内提供润滑油,导致齿轮箱内传动齿轮作干摩擦运动。

　　2 理化检验

　　2.1 低倍检查

　　对壳体安装孔裂纹进行检查,面对裂纹壳体,裂纹在安装孔内贯穿内外表面,然后沿右下角延伸。在安装座孔内靠近内壁处裂纹呈三角形分布,靠近外壁处的裂纹边缘有一明显的挤压磨痕(图3)。将该裂纹打开后,接近安装孔表面处的断口呈粗糙的小刻面,颜色为黑褐色,见图4中/A0处;随着裂纹的扩展延伸,断口晶粒均匀。由于裂纹未完全扩展致安装座完全断裂,所以在整个断面上的断裂形貌主要分为裂纹源区、疲劳裂纹扩展第一阶段和裂纹扩展第二阶段,未形成瞬断区(图4)。轴颈盖板耳轴的?34mm外圆有明显的粘着磨损(图5)。

　　2.2 断口观察

　　对裂纹断口进行高倍观察。在断口表面有黑色氧化孔穴,对该部位进一步放大后,可见大量的龟裂痕及磨粒(图6)。对断口初始区观察,均为显著的解理小刻面,即疲劳裂纹扩展的第一阶段;对该部位进行放大观察,有大量的龟裂(图7),说明该表面的摩擦热瞬间温度较高。进入裂纹扩展区后,断裂形貌则以疲劳条带及轮胎痕为主(图8)。

　　2.3 材质分析

　　对开裂的安装座取样进行化学成分分析及硬度检查,试验结果见表1。结果表明,安装座的成分和硬度符合技术要求,轴径盖板的硬度也符合技术要求。

　　2.4 金相组织

　　在断口附近取样进行金相组织分析,结果表明,金相组织正常,无过热过烧现象(图9)。在安装孔内被挤压粘着磨损点处制片检查,该挤压点被挤压成一凹坑,凹坑内表面较光滑,凹坑边缘较粗糙(图10)。同时对轴颈盖板534mm外圆上白亮点进行光学检查,该压痕为一微凸出点,表面光滑,微凸点边缘粗糙,且与安装孔内凹坑相对应,表层组织有明显的挤压组织(图11)。说明轴颈盖板压痕处在工作中产生了较大的挤压变形,导致轴颈表面组织发生了改变。

　　3 分析讨论

　　试验结果表明,用于铸造该批安装座壳体的材料化学成分及硬度均符合相应技术条件。