这种材料选择合适吗?

独语斜阑 · 发表于 2013-7-26 21:57:15

一家摩托车发动机公司在开发三轮车发动机，其曲轴使用的连杆材料原来是20CrMo，采用的热处理工艺是渗碳淬火后杆部退火，在试用过程发现连杆大头破裂，也有杆部断裂的。技术人员分析是属于材料的原因，今天通知用30CrMo材料，热处理工艺不变。请大家帮忙分析哈，这样合适吗？能解决连杆强度不足问题吗？

cnszgong · 发表于 2013-7-26 22:10:37

首先要判断连杆是怎么断裂的、疲劳断裂还是其他。

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-7-27 09:16:04

本帖最后由孤鸿踏雪于 2013-7-27 09:17 编辑

原来的断裂件没有经过分析，就决定换料？这就是说，已经认定是“材料问题”了，这是不是太过草率？是哪位领导如此有魄力？

吉祥如意 · 发表于 2013-7-27 09:52:28

个人认为：主要的原因还是工艺问题和设计问题的不合理。

独语斜阑 · 发表于 2013-7-27 23:08:23

cnszgong 发表于 2013-7-26 22:10
首先要判断连杆是怎么断裂的、疲劳断裂还是其他。

连杆断裂主要出现在大头破裂，金相检查除判定回火不充分外，没发现其它不合格。

独语斜阑 · 发表于 2013-7-28 00:19:26

孤鸿踏雪发表于 2013-7-27 09:16
原来的断裂件没有经过分析，就决定换料？这就是说，已经认定是“材料问题”了，这是不是太过草率？是 ...

连杆大头发生断裂，我们分析产生原因为使用超载造成（其断裂形式与在拉力机上拉断形式一致）。说明发动机设计有缺陷或者说是该款发动机不适合载重三轮车。但主机厂就只盯着连杆找原因，当然首先就是找热处理的原因了，实在找不到，就判个回火不充分。

独语斜阑 · 发表于 2013-7-28 00:20:26

吉祥如意发表于 2013-7-27 09:52
个人认为：主要的原因还是工艺问题和设计问题的不合理。

我更倾向于认为是设计问题。

cnszgong · 发表于 2013-7-28 00:25:08

独语斜阑发表于 2013-7-27 23:08
连杆断裂主要出现在大头破裂，金相检查除判定回火不充分外，没发现其它不合格。 ...

那就没必要更换材料了。

独语斜阑 · 发表于 2013-7-28 00:25:37

meryfain 发表于 2013-7-27 11:57
20CrMo，30CrMo心部强行淬火后强度能差多少？
我刚有过类似的情况，42CrMo渗碳淬火，为保小头上的高硬度， ...

如果是生产线上出现问题的话，解决起来应该比较容易些。毕竟是在自己掌控的范围内。

独语斜阑 · 发表于 2013-7-28 00:26:54

cnszgong 发表于 2013-7-28 00:25
那就没必要更换材料了。

那是主机厂要求更换。

cnszgong · 发表于 2013-7-28 00:28:41

独语斜阑发表于 2013-7-28 00:26
那是主机厂要求更换。

即使更换材料了，如果工艺执行的监控还是那样子、那么还是会出现这样那样的问题。

独语斜阑 · 发表于 2013-7-28 00:33:13

cnszgong 发表于 2013-7-28 00:28
即使更换材料了，如果工艺执行的监控还是那样子、那么还是会出现这样那样的问题。 ...

就是呀。没找到真正原因，要解决问题，不容易。

龟山淬火 · 发表于 2013-7-28 06:36:57

要分析断口，若是脆断，更不能换那个材料。

龟山淬火 · 发表于 2013-7-28 06:40:52

象这个零件，我们会选20CR,

随风飘飘 · 发表于 2013-7-28 07:38:06

连杆是锻件！
分析一下锻造问题及原材料！

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-7-28 08:54:14

本帖最后由孤鸿踏雪于 2013-7-28 13:43 编辑

独语斜阑发表于 2013-7-28 00:19
连杆大头发生断裂，我们分析产生原因为使用超载造成（其断裂形式与在拉力机上拉断形式一致）。说明发动机 ...

   解决这类问题，必须有清醒的思路。即便是一个不懂材料热处理、不懂结构的外行来分析和解决问题，必须学会辩证思维和逻辑思维：

   1. 如果断裂的连杆经过严格的理化分析，其材质、热处理质量特性值完全符合图纸设计提出的要求，那就应该先排除材料、热处理的嫌疑；
   2. 既然排除了材料、热处理的嫌疑，再看看这种断裂事件是普遍（大批的、或占据比例很高）的，还是个别的；
   3. 如果是个别现象，再做进一步的断口分析，以确定是不是原材料缺陷或锻造缺陷，以及是否装配不良或使用不当；
   4. 如果是普遍现象，还要分析其究竟是选材不当，还是设计的几何参数不当。

   所以，这些分析工作都没有进行，便草率而武断的锁定为“材料问题”岂不荒唐？

伯龙马 · 发表于 2013-7-28 14:25:58

meryfain 发表于 2013-7-28 13:30
可能差不多意思吧，我们常把类似于20.30这类含碳量低的钢进行非渗碳的较高温度的淬火简称为强淬。渗碳件 ...

20.30这类含碳量低的钢经低碳马氏体淬火后，即使低温回火后其强韧性差别不可小视含碳量与硬度、强度的关系。问题是应当分析出真正的断裂原因。

伯龙马 · 发表于 2013-7-28 22:54:17

meryfain 发表于 2013-7-28 17:17
我意思是只对应楼主提的如果仅仅是料的问题，20CrMo换成30CrMo是不是就能够解决问题，两种钢在同等的工艺 ...

你考虑得比较全面，只能采用逐一排除法去分析。

独语斜阑 · 发表于 2013-7-29 00:48:00

孤鸿踏雪发表于 2013-7-28 08:54
解决这类问题，必须有清醒的思路。即便是一个不懂材料热处理、不懂结构的外行来分析和解决问题，必 ...

应该说材质的理化分析、热处理质量特性值检测是进行了的，断裂的量虽然不是很大，但也不是个别现象。
摩托车连杆断裂一般发生在杆部，大头破裂的不多。从断裂件断口宏观观察，应该属于脆性断口，大部分伴随有端面磨损或内孔局部磨损。
所以我们认为是滚针轴承失效、连杆跑边或因载重负荷过大超过极限原因造成。
但主机厂采用更换材质的做法原因不明，没听到解释。能否解决问题也不一定，所以请教。

龟山淬火 · 发表于 2013-7-29 06:00:14

在德国的汽车行业，零件材料的含碳量越来越低，合金越来越少，材料越用越纯，我想各位专家应该明白。

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-7-29 09:46:59

独语斜阑发表于 2013-7-29 00:48
应该说材质的理化分析、热处理质量特性值检测是进行了的，断裂的量虽然不是很大，但也不是个别现象。
摩 ...

如果是主机厂执意更换材料，那就由他吧

独语斜阑 · 发表于 2013-7-29 19:31:38

孤鸿踏雪发表于 2013-7-29 09:46
如果是主机厂执意更换材料，那就由他吧

呵呵，看来也只能先试制点样件试用看效果了。多谢各位的分析。

吉祥如意 · 发表于 2013-7-30 09:54:54

其实设计人员的思想已经很明了。
试想通过增加本体的碳含量增加强度来防止断裂。

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-7-30 13:59:05

吉祥如意发表于 2013-7-30 09:54
其实设计人员的思想已经很明了。
试想通过增加本体的碳含量增加强度来防止断裂。 ...

这就是Jsenchun（蒋森春）所讲的“碳派”理论？

随风飘飘 · 发表于 2013-7-30 14:31:38

龟山淬火发表于 2013-7-29 06:00
在德国的汽车行业，零件材料的含碳量越来越低，合金越来越少，材料越用越纯，我想各位专家应该明白。 ...

那材料靠什么提高强度呢？难道是全部依靠热处理方法来改变吗！

吉祥如意 · 发表于 2013-7-30 14:34:32

孤鸿踏雪发表于 2013-7-30 13:59
这就是Jsenchun（蒋森春）所讲的“碳派”理论？

是的。机械式的理论。
完全可以调整热处理工艺达到技术要求的。

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-7-30 15:13:24

吉祥如意发表于 2013-7-30 14:34
是的。机械式的理论。
完全可以调整热处理工艺达到技术要求的。

没想到顾客的设计人员不自觉的成了强硬化的“碳派”人士。

吉祥如意 · 发表于 2013-7-30 15:16:18

孤鸿踏雪发表于 2013-7-30 15:13
没想到顾客的设计人员不自觉的成了强硬化的“碳派”人士。

有可能会演变成42CrMo。

孤鸿踏雪 · 发表于 2013-7-30 15:21:49

吉祥如意发表于 2013-7-30 15:16
有可能会演变成42CrMo。

会不会出现这样http://www.rclhome.net/forum.php ... =5685&fromuid=8的效应？

吉祥如意 · 发表于 2013-7-30 15:24:36

孤鸿踏雪发表于 2013-7-30 15:21
会不会出现这样http://www.rclhome.net/forum.php?mod=viewthread&tid=5685&fromuid=8的效应？ ...

但愿不会。
因为多为年轻人所为。

真的好菜 · 发表于 2013-8-22 20:05:52

龟山淬火发表于 2013-7-29 06:00
在德国的汽车行业，零件材料的含碳量越来越低，合金越来越少，材料越用越纯，我想各位专家应该明白。 ...

节约资源
特别是稀有元素

比如国内的20Cr2Ni4
老外承认它的性能但是认为浪费了资源

真的好菜 · 发表于 2013-8-22 20:15:37

弱弱地问一句他们选的材料有没有写明标准号如 20CrMo GB/T 3077-1999 或是 20CrMoHH GB/T 5216-2006 或是就材料的性能而约定一些条款什么的

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