采用宏、微觀檢驗方法,對
磨鍛吊鉤斷裂失效原因進行了分析。結(jié)果表明,磨鍛吊鉤斷裂的直接原因是由于低周疲勞所產(chǎn)生的裂紋,在外應(yīng)力的作用下擴展所致;通過對磨鍛吊鉤材料化學成分分析和吊鉤受力進行理論計算,認為材料選擇不當,強度偏低是造成磨鍛吊鉤斷裂的另一重要原因。
磨鍛吊鉤桿的斷裂部位恰好在凹槽處,該處由于半徑較小,所以是應(yīng)力zui大部位,因此,凹槽處邊緣的應(yīng)力集中是引起吊鉤桿斷裂的力學原因。從材料性能看,強度的降低,極易在該處產(chǎn)生塑性變形,從而產(chǎn)生細微裂紋,因而強度不足是吊鉤桿斷裂的內(nèi)在原因。吊鉤桿在工作過程中主要承受拉伸載荷,且是間斷性的,此種承載方式可以認為是低周疲勞。該損傷斷裂過程為:在起吊力的作用下,凹槽處由于應(yīng)力集中,引起較大應(yīng)力,由于材料強度級別低,很容易產(chǎn)生局部塑性變形;塑性變形將導致疲勞裂紋的萌生,隨著起吊的進行,吊鉤桿不斷經(jīng)受低周疲勞,微裂紋不斷形成并長大、連接而成為宏觀裂紋。當裂紋擴展到一定尺寸時,剩余的面積不足以承受重物的載荷,zui終導致吊桿整體斷裂。
磨鍛吊鉤桿斷裂為典型的脆斷。凹槽處應(yīng)力集中,加之材料選擇不當、強度級別偏低是導致磨鍛吊鉤斷裂的主要原因。鑒于上述分析,磨鍛吊鉤桿的斷裂與所用材料的強度、起吊方式、載荷大小以及使用頻率有關(guān)。因而建議：
(1)吊鉤在工作過程中嚴禁超載；
(2)起吊應(yīng)緩慢,避免產(chǎn)生沖擊載荷；
(3)平時注意加強對磨鍛吊鉤桿的維護,使用前或使用一段時間后,對關(guān)鍵部位進行局部無損檢查(如著色探傷或磁粉探傷)；
(4)建議改用強度級別高的吊鉤材料,或提高吊鉤額定起吊等級(由5t提高到10t)。
