隆堯縣向遠(yuǎn)汽配有限公司為您提供制動(dòng)鼓開裂原因分析,。汽車制動(dòng)鼓是汽車重要的功能部件,，也是衡量汽車安全性能主要的部件，同時(shí)也是日常檢修中首當(dāng)其沖被檢查的部件,，相關(guān)資料顯示,，制動(dòng)鼓失效主要有五種形式：龜裂,、開裂、掉底,、磨損過(guò)大,、非正常磨損。下面主要討論造成前兩種斷裂形式的一個(gè)主要原因——高溫激冷產(chǎn)生的熱疲勞斷裂,。
采樣方案和檢驗(yàn)依據(jù)
一,、采樣方案
本次對(duì)制動(dòng)鼓產(chǎn)品的樣品來(lái)源是汽車修理廠替換下來(lái)的報(bào)廢產(chǎn)品，從石家莊,、藁城和正定三個(gè)地區(qū)的六個(gè)修理廠采購(gòu)30個(gè)樣品,，所選擇的修理廠規(guī)模都相對(duì)較大，所涉及的車輛種類較多,，產(chǎn)品型號(hào)較多,，而且這些修理廠的服務(wù)對(duì)象也---全國(guó)各地，所以此次采購(gòu)的樣品具有一定的代表性,。
此次抽取的樣品破壞位置和破壞程度都有所不同,，從而可以使分析者能夠更全面地掌握該樣品的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
從樣品外觀分析,，大多數(shù)樣品的損害位置為摩擦面產(chǎn)生裂紋,，而制動(dòng)鼓產(chǎn)生裂紋的原因是，車輛下山行駛過(guò)久制動(dòng)鼓會(huì)產(chǎn)生高溫,，如果在下坡后馬上涉水,，制動(dòng)鼓遇水而急劇收縮，于是制動(dòng)鼓摩擦面沿軸線方向產(chǎn)生裂紋,，這種裂紋隨繼續(xù)制動(dòng)而延長(zhǎng),，---制動(dòng)鼓破裂。有些制動(dòng)鼓在保修時(shí)發(fā)現(xiàn)其摩擦表面呈現(xiàn)一片片亮晶晶斑痕,，這就是制動(dòng)鼓在高溫時(shí)又遇水而造成的。
二,、檢測(cè)依據(jù)
本次分析主要依據(jù)gb/t 7216-2009《灰鑄鐵金相》,、gb/t13298-2015《金屬顯微組織檢驗(yàn)方法》、gb/t9439-2010《灰鑄鐵件》,、jb/t7711-2007《灰鑄鐵件熱處理》等標(biāo)準(zhǔn),。
制動(dòng)鼓龜裂,、開裂的產(chǎn)生原因和證實(shí)
通過(guò)從汽車維修廠找來(lái)的30個(gè)制動(dòng)鼓中選擇了5個(gè)有龜裂、開裂特征的制動(dòng)鼓作為樣本,，并在其裂紋密集處取樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察,。取樣方法為：在鼓壁與制動(dòng)器襯片接觸的工作面上裂紋密集處切下切割時(shí)未產(chǎn)生高溫以防發(fā)生相變2cm見方的一塊鋼錠，標(biāo)明鋼錠的內(nèi)外壁并對(duì)應(yīng)樣本編好號(hào),。制好樣后將其進(jìn)行金相拋光和腐蝕,，獲得如下圖組織。
初步觀察腐蝕后的試樣表面不難發(fā)現(xiàn)每塊試樣都有一到兩塊顏色較深的斑塊,，而斑塊往往垂直于裂紋延伸方向平行于制動(dòng)摩擦力方向,，而且往往處于裂紋的中間位置。由此不難猜想深色斑塊是因?yàn)橹苿?dòng)鼓工作時(shí)產(chǎn)熱不均而產(chǎn)生的局部高溫急速冷卻形成的相變組織,，而裂紋首先從相變中心位置產(chǎn)生并垂直于制動(dòng)摩擦力方向兩邊延伸,，延伸至未相變的組織處結(jié)束。為證明以上猜想,，本文作者對(duì)五個(gè)腐蝕后的樣品依次在400x的金相顯微鏡下觀察并拍了金相照片如下：
通過(guò)這幾個(gè)圖不難發(fā)現(xiàn)：五個(gè)試塊的局部深色部位都經(jīng)過(guò)了高溫727℃以上并發(fā)生了淬火相變,，終生成了回火索氏體或回火屈氏體，因?yàn)榻M織太細(xì),，鐵素體與滲碳體在光鏡下很難分辨其界限,，所以僅能觀察到暗黑的組織。隨后本文作者又對(duì)裂紋處做了100倍的顯微觀察并拍攝圖片,，從中選取了幾幅典型圖片羅列如下,。
經(jīng)過(guò)對(duì)五個(gè)試樣裂紋的觀察可以發(fā)現(xiàn)：整個(gè)裂紋延伸方向較直，裂紋沿著石墨方向擴(kuò)展并幾乎不變方向地從一個(gè)石墨連向另一個(gè)石墨,，呈樹枝狀,，有明顯的脆性斷裂特征，但當(dāng)裂紋延伸到未相變的區(qū)域時(shí)裂紋整體走向變彎曲,，并且終止于與裂紋整體走向呈大角度的某條石墨邊緣,。據(jù)此可以推測(cè)失效制動(dòng)鼓的局部在達(dá)到高于相變溫度的同時(shí)受到極速冷卻，使該部位基體變?yōu)榇阌步M織,。該組織脆性大且含有大量的殘余相變應(yīng)力,，當(dāng)受到頻繁的復(fù)合應(yīng)力因制動(dòng)動(dòng)作產(chǎn)生的法向壓應(yīng)力和切向摩擦應(yīng)力和制動(dòng)生熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力作用一段時(shí)間后，該部位的某些應(yīng)力集中處所受的合成應(yīng)力大于該質(zhì)點(diǎn)材料的斷裂強(qiáng)度,，就萌生了初的裂紋,。隨著裂紋的延伸，延伸到有一定塑性的未相變基體組織時(shí),，基體可通過(guò)塑性變形松弛一部分應(yīng)力,，再加上裂紋的因塑性變形而產(chǎn)生了形變強(qiáng)化，因此裂紋的延伸路徑變得曲折,，同時(shí)應(yīng)力集中程度隨著路徑的彎曲而慢慢減輕終使裂紋消失于基體之中,。為了進(jìn)一步驗(yàn)證此推論,，我們還做了以下模擬其工況的熱疲勞試驗(yàn)。
制動(dòng)鼓的高溫激冷熱疲勞試驗(yàn)
一,、制樣
從失效制動(dòng)鼓未受高溫相變影響的法蘭底兒上用線切割切出一個(gè)長(zhǎng)寬1.5cm高為壁厚的方錠,，將被線切割面的殘余應(yīng)力影響層磨去注意在磨削時(shí)不要產(chǎn)生新的殘余應(yīng)力，---將鋼錠所有表面粗糙度都處理到≤3.2μm,。
二,、試驗(yàn)操作
將試件加熱到880℃保溫一分鐘，取出迅速放入20℃水里冷卻,，如此循環(huán)操作,，直至肉眼觀察到裂紋為止，吹干,，進(jìn)行金相觀察,。
三、試驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)過(guò)試驗(yàn),，30個(gè)試塊依次在31,、14、35,、28,、41、29,、36,、28、30,、26,、28、32,、33,、37、29,、34,、27、33,、28,、37、28,、30,、33、36、27,、30、32,、40,、29、30次高溫激冷時(shí)出現(xiàn)肉眼---察的裂紋,。并且裂紋形態(tài)與制動(dòng)鼓失效部位吻合,。
四、結(jié)論
高溫激冷產(chǎn)生的熱疲勞斷裂確實(shí)是制動(dòng)鼓龜裂,、開裂的一個(gè)主要原因,。
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