一則不銹鋼金屬軟管斷裂實(shí)例分析

不銹鋼金屬軟管的裂紋有兩個(gè)方向，一是沿著S型折彎處軸向裂縫，從表層起源，為線(xiàn)源，沿著軟管的截面厚度方向擴(kuò)展；另一個(gè)是呈縱向(或軸向)的裂縫，也是從表層起源，為線(xiàn)源，沿著截面厚度方向擴(kuò)展；當(dāng)兩個(gè)方向的裂縫交匯后，最終導(dǎo)致了不銹鋼金屬軟管的斷裂。

以一則不銹鋼金屬軟管斷裂實(shí)例分析：表層布滿(mǎn)泥土，呈土黃色，內(nèi)層則有黑色積碳

通過(guò)對(duì)軸向折彎處斷口以及縱向斷口做微觀分析發(fā)現(xiàn)，斷裂源均是線(xiàn)源，源區(qū)無(wú)明顯材料缺陷，斷口擴(kuò)展區(qū)域特點(diǎn)均是疲倦特點(diǎn)。此外，其斷口截面均存在不同程度的薄化，所看到的斷裂截面非常薄處僅僅為0.02mm(其他未損壞區(qū)域的截面厚度則約為0.6mm)；斷口截面雖變薄，但斷口周邊并無(wú)變形痕跡，說(shuō)明其截面的變薄并非因塑性拉申引起。

而斷口附近的鋼鏈表層存在明顯的損壞痕跡，其損壞特點(diǎn)為粘著磨損+磨粒磨損。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，304不銹鋼如與摩擦副發(fā)生摩擦，也主要以粘著磨損機(jī)制為主，且隨著表層摩擦的進(jìn)行，表層組織會(huì)出現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變。在載荷和摩擦剪應(yīng)力的影響下，由于表層晶粒細(xì)化、以及高密度位錯(cuò)的綜合作用促進(jìn)304不銹鋼的顯微硬度增大；因此，在本案例中，不銹鋼金屬軟管斷口附近的顯微硬度比基材稍高，但其顯微硬度的提高并不能提高其疲勞性能，一是軟管截面自身較薄，而且隨著損壞的消耗，截面變得更薄，其疲勞性能隨著減少。此外，表層誘發(fā)馬氏體的提高對(duì)SUS304奧氏體不銹鋼的損壞無(wú)明顯影響。因此可以這么說(shuō)，雖然在摩擦的過(guò)程中，304不銹鋼表面出現(xiàn)了馬氏體，顯微硬度也上升，但這不能阻止不銹鋼薄板表面的材料損耗以及疲勞極限的降低。

在這則案例中，除了粘著磨損，其表層還有磨粒磨損的痕跡，這些磨粒成分一般是Si、O這種，是外界帶入的塵土或泥沙顆?；烊肓瞬讳P鋼金屬軟管間隙，磨粒加劇了不銹鋼帶的損壞。泥沙滲入加劇損壞之外，更造成了不銹鋼金屬軟管不能再自由伸縮，即發(fā)生卡死現(xiàn)象。而不銹鋼金屬軟管部分區(qū)域卡住，也造成了其他區(qū)域的受力異常，更為快了此區(qū)域的斷裂的發(fā)生。