摘要：为了更好地对自卸货车液压油缸在卸货过程中出现爆破的具体原因，在进行宏观观察、扫描电镜分析以及在进行光学显微分析之后，对液压油缸相关零部件进行实验研究，在对其进行必要分析之后可以发现，液压油缸之所汇会出现爆裂，主要原因就是在油缸的表面存在一定的裂缝，在一系列作用下产生相对比较严重的延迟冷裂纹，并且由于受到应力作用的影响，使得延迟冷裂纹不断变大，最终使得爆裂失去作用。
关键词：液压油缸；焊缝；爆裂；氢致裂纹；马氏体
1 前言
一般货车在正常使用寿命之内由于一定原因液压油缸会发生突然爆裂的现象，并且液压油缸通常所使用的钢材为S550，主要制作工艺可以概括如下：在热轧台进行交货处理——进行下料操作——对液压油缸进行机加工（并且包括滚压加工）——进行焊接。为了将液压油缸出现爆裂的具体原因找出来，应该对失效样品进行必要的分析总结，这样会更加有效。
2 失效分析
2.1 宏观形貌
液压油缸断裂位置的宏观样貌可以如提议进行描述，
从上面的分析中可以发现，在油缸的外表面在两个位置储存在焊接限位板，当发生爆裂之后有一处限位板已经不存在，只是留下四个焊点，但是在另外焊接注油孔位置依旧是完好无损的。当出现爆裂之后，在液压油缸的横向位置已经出现全部断裂，并且由于出现延伸，在纵向位置已经出现二次裂纹，在对断口纹路进行查看之后可以发现，之所以会出现断裂，其起始位置在脱落的限位板当中的一处焊点。
2.2 扫描电镜分析
在对断裂源进行切断之后去一段进行观察，首先应该利用酒精以及超声波对其进行清洗，将表面污垢清理干净。通过对扫描电镜进行应用对断口截面进行有效观察，并且对裂纹扩展区域进行继续放大，这样可以更加清晰地对其特征进行查看。
2.3 低倍及光学显微分析
对断裂位置的焊点进行横向切割，在对其进行磨制以及进行抛光之后，利用硝酸酒精对其进行腐蚀操作，这样可以更加清晰地看楚在焊缝位置颜色呈现出黄色，母材呈现出金属颜色，并且在焊缝区域内部存在断口。对样品进行切取，在对纵截面进行磨制之后对夹杂物进行评级，在进行评级之后可以发现夹杂物并没有呈现出任何异常情况。
通过对金相显微镜对其进行观察可以发现，焊缝区域主要是马氏体，而对于母材，主要是珠光体以及铁素体的结合物。
2.4 对化学性能进行分析
对远离焊点地方进行切取，并且将其制作成直径为四十五毫米的圆棒拉伸样品对其力学性能进行检查，检查结果如下表。
从表中可以发现，实验样品的力学性能满足相关标准。
3 分析结果讨论
在对实验结果进行发现，液压油缸之所以会出现严重的断裂，主要在于焊缝存在一定问题，在焊缝的断裂面是表现出氢致延迟冷裂纹的沿晶特点。之所以会出现氢致裂纹，是由于受到拘束应力、淬硬组织以及扩散氢三者共同原因而形成的，并且当焊接完成之后使用一段时间之后才会出现。在对其进行焊接过程中，如果焊接材料不是非常干燥的，或者是由于焊接环境是非常阴暗潮湿的，在焊缝当中就会溶解相对比较多的氢。如果环境温度是比较高的，氢原子在奥氏体当中具有非常大的溶解度，但是如果环境温度不是非常高，溶解度灰在短时间内急剧下降，这样大量的氢原子就会在点缺陷位置以及面缺陷位置大量存在，比较常见的就是在位错以及晶界等区域。在这些区域经过长时间反映之后氢原子会形成氢分子，时间长之后就会形成非常大的内应力，当内应力增加到一定程度之后，就会不可避免的出现延迟裂纹。除此之外，在材料当中会不可避免的存在一定的合金元素，这样就使得淬硬倾向大幅度增加，在行缝位置应力会变得非常集中，因此也可以看成是约束力大幅度增加，时间长之后也会导致氢致裂纹的出现。
在焊缝位置的过热区域，主要呈现出马氏体，这样就使得焊缝显得非常脆，并且由于受到密度比较高的位错的影响，使得氢大面积聚集。对于母材而言，其含碳量是非常高的，并且由于材料当中含有一定合金元素，其可焊性同低碳钢相比较会显得非常低，如果在焊接之前没有进行预热操作或者是焊接完成之后没有对其进行保温操作，当焊接完成之后让其在空气当中自然冷却，焊缝就不可避免地出现马氏体组织。
为了有效地避免液压油缸出现爆裂情况，在对其进行焊接操作之前，首先应该保证焊接材料是非常干燥的，并且要严格保证焊接环境是非常干燥的，这样可以确保不会有过多的氢元素进入到焊缝。在进行焊接之前应该进行预热操作，并且焊接完成之后应该及时对其进行保温，这样可以将焊接完成之后焊缝冷却速度降低到最小，确保在焊缝位置出不会存在任何马氏体，最终将焊缝的力学性能大幅度提升上去。
4 结束语
在对断裂液压油缸样品进行必要分析之后可以发现，结果并没有发现液压油缸的材料成分以及所有力学性能存在任何异常情况，并且在开始断裂之前，起始位置处于限位板焊缝内部位置，因此可以将其判定为氢致延迟裂缝，最后逐渐扩展到母材位置，由于长时间受到应力作用的影响，石油刚出现爆裂。在焊缝的过热区域，其组织主要是脆性马氏体，因此与母材的组织存在比较大的差异，这样也使得氢致裂纹的出现，并且在短时间内急剧扩展，为了有效对此类问题进行解决，在对油缸进行焊接时候应该保证焊接材料是非常干燥的，并且要严格保证焊接环境是非常干燥的，这样可以确保不会有过多的氢元素进入到焊缝。在进行焊接之前应该进行预热操作，并且焊接完成之后应该及时对其进行保温，这样可以将焊接完成之后焊缝冷却速度降低到最小。
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论文作者:孙娜娜,陈晓菲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
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