不锈钢板盐雾测试，裂纹失效分析

不锈钢板盐雾测试，裂纹失效分析

分析与讨论

综合上述试验结果可知，该汽车轮毂轴的材质满足65Mn相关技术要求，其基体热处理质量和轴径表面感应淬火质量均满足产品图纸的技术要求，该轮毂轴断裂失效与其热处理质量无关。从断裂面的宏观及微观断裂特征看出，裂纹起始于轴与内圈小端面配合边缘区的外表面处（R区），裂纹源区为沿晶开裂，感应淬火层和基体区都出现了明显的解理断裂特征，整个断口面无任何疲劳特征，说明断裂属于脆性开裂。

同类型的金属材料在常温下的静态拉伸断口一般以韧窝型韧性断裂特征为主，赵卓[9]研究了回火温度对15Cr12MoVN钢拉伸性能及断裂行为的影响，指出各回火温度下的拉伸断口均呈现韧窝型断裂特征；耿红霞[10]在材料力学拉伸试验后增加断口形貌观察，重点分析了低碳钢拉伸断口存在明显的韧窝特征，并形成宏观意义的杯状断口。与其诸多学者对高应变速率下金属的拉伸性能和断口形貌进行了研究，韩亮亮[11]对不同应变速率下车轮钢的拉伸性能和断口特征进行分析，指出高应变速率下断口呈现韧窝和准解理混合形貌；

牛秋林[12]研究了TC11钛合金在准静态下的拉伸性能，明确提出随着加载应变速率的提高，拉伸断口中韧窝的大小和深度变小，且解理面增加，材料的塑性降低，脆性增加；王怀国[13]研究了AM30镁合金在高速冲击载荷下的断裂形貌后得出，相对于准静态拉伸，高速拉伸断口的韧窝数量较少，且较浅，说明断口面中塑性断裂所占比例在降低。结合该零件的断裂失效环境及其断口特征，得出车辆出现侧翻后，车轮受到高速的冲击载荷，进而对轮毂轴形成瞬时的超抗拉强度载荷力，导致轮毂轴过载而产生一次性的弯曲脆性断裂。

感应淬火后，轮毂轴外表面由于发生马氏体转变比容增大而形成压应力[14]，与内圈过盈配合也给予轴表面一定的压应力，导致与内圈过盈配合的边缘区域存在一定程度的应力集中，且配合区轴径较其余区域小，在受到外界冲击载荷时会在过盈配合的边缘R区出现裂纹，进而快速扩展形成整体一次性断裂。

a.汽车轮毂轴断裂起源于与内圈过盈配合的边缘R 区，断裂性质为一次性弯曲脆性断裂。

b.汽车轮毂轴断裂的原因是，在行驶过程中受到较大的额外冲击载荷之后，由于过载而产生快速脆性断裂，断裂失效与其材质及热处理质量无关。

c.建议针对轮毂轴与内圈配合的R区，加大其感应淬火有效硬化层深度，将零件整体热处理方式由等温退火更改为调质处理，以提高零件的断裂强度。