破碎锤失效分析(附件)【字数：16350】
摘 要摘 要某厂生产材质是20CrMo的破碎锤在交付使用的过程中过早的发生失效，本文主要通过宏观、微观金相分析，发现样品中含有大量非金属夹杂物，以及样品当中存在微裂纹，样品的晶粒大小十分不均匀。再通过扫描电镜能谱仪以及光谱仪对夹杂物进行详细研究。确定非金属夹杂物中含有硫、铝、锰、钙等元素。判断失效分析的原因在于锻造过程中的温度过高或者锻造工艺不恰当。并且提出相对应的改进措施。关键词破碎锤；失效分析；20CrMo
目 录
第一章 绪论 1
1.1破碎锤 1
1.1.1破碎锤的历史以及现况 2
1.1.2破碎锤的种类 2
1.1.3工作原理 7
1.1.4 破碎锤的发展趋势 9
1.2 20CrMo结构钢 11
1.3 失效分析 11
1.3.1失效与失效分析 11
1.3.2失效分析的意义 13
1.3.3失效分析的现状以及发展趋势 16
第二章 实验方法和实验仪器 20
2.1实验方法 20
2.2实验设备 20
第三章 数据分析 23
3.1化学成分分析 23
3.2.宏观金相分析 23
3.2.1非金属夹杂物 23
3.2.2裂纹 24
3.2.3晶粒度 25
3.2.4.扫描电镜分析 25
结论 30
参考文献 31
致 谢 33
第一章 绪论
国内某厂生产的破碎锤（图1）在交付使用过程中未达到要求的使用寿命即发生失效，通过观察样品的外观，可能产品的材质或者冶金质量存在问题。需要对该破碎锤样品进行失效分析。
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图1.破碎锤
1.1破碎锤
液压破碎锤也被叫做破碎器或者碎石器，破碎锤时在风动锤原本的底子上发明并成长起来的。液压破碎锤是把液压泵的液压能转化成冲击能的一种设备，通过液体的压力来使得活塞做往复运动，对外面的岩石等输出能量，到达破碎岩石的目的。破碎锤经常装备在挖掘机之类的设备上面，在采矿以及水利工程上有 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
着很大的应用。尤其是在采矿工程和冶金方面，传统的采矿方式一般是通过钻孔，在孔中爆破来达到破碎岩石的目的，不过对于一些情况复杂的矿山，比如离村庄，道路比较近的矿山，使用延时爆破十分的不安全。破碎锤相对于传统的开采方式，拥有范围可控，可靠性能好，效率高，噪音污染小等等特点。破碎锤还可以用在建筑以及水利工程上，房屋的拆除，混凝土沥青等路面的破碎以及水渠开挖等等。随着国内经济的发展，大量基础设施的建设，近年来国内对于破碎锤的需求也是不断增加，破碎锤拥有十分好的前景。
1.1.1破碎锤的历史以及现况
1967年在德国的克虏伯公司制造了第一台液压破碎锤，在这之后欧美的厂商都加入了破碎锤的研发和生产中，韩国和日本也很快拥有了自己生产的液压破碎锤[1]。碎锤的研发并没有很晚，上个世纪七十年代，我国已经开始了对破碎锤的研究，大量研究机构加入，在“六五”计划中，破碎锤项目被列为重点项目。2009年全球破碎锤的生产厂家有60多家，到了2014年全球破碎锤的厂家以及超过100多家。不过国内破碎锤的研究起步不晚，但是发展速度却十分缓慢。国内的破碎锤在品种以及品质上不如国外的同类产品，随着国外的破碎锤大量进入国内市场，使得国内破碎锤行业销售商多而制造商少的尴尬场面，北上广深等大城市有十几家甚至有超过几十家的销售商，不过绝大部分是经销国外的上篇，而我国自己品牌的生产厂家却相当少，市场占有率相当低。国内研究破碎锤的相当多，有很多的研究论文，但是国产的破碎锤使用情况的报道却是相当少见，而国外的情况正好相反，发表的理论性文章很少，不过他们的产品销售情况却十分好。另一方面，我国破碎锤产品的周期长，缺乏创新，从破碎锤诞生到现在，国外的破碎锤大部分经过了好几次的创新，产品更是有极大的提升，改进不断，而我国破碎锤还处在仿制和技术引进阶段，吸收消化的能力又不足，没有开发创新的能力。当然引进的技术以及仿制的产品在国外基本上都已经是淘汰或快要淘汰的产品，新一代的已经在市场上了。另外国内产品行业归属情况不明，也缺少相关的数据统计，破碎锤的产品腰包含在挖掘机的配件中还是液压机的行业中，或者还属于开凿岩石的行业，另外就是相关数据，像产量，销量，进口量等等。不过近年来这些情况已经得到比较大的改善。现阶段，日本韩国以及欧美这些发达国家，他们国内的市场都已经饱和，破碎锤行业也进入停滞阶段，我国还有很多的基础设施需要建设，尤其是铁路公路等的建设，虽然破碎锤的相关数据缺乏，不过国内在2002年挖掘机的销量就达到19500台[2]，因此破碎锤还有着很大的前景。
1.1.2破碎锤的种类
破碎锤根据推动的介质的不同可以分成三种类型：液压式（即全液压做功），气压式（即纯氮气做功）以及气液混合式，其中气液混合式的相对比较少，大部分式液压式和气压式的，其中气压的占到3/4，液压的占到1/4。破碎锤又可以根据它的工作原理来进行分类，大致被分成活塞冲击式，抛射式，液垫式，落锤式破碎锤以及高频破碎锤。
(1)全液压式
德国克虏伯的破碎锤以及美国卡特彼勒，美国蒙特贝特破碎锤以及芬兰的rammer破碎锤都是这种类型的，全部用液体作为驱动力。破碎锤的结构都差不太多，原理也都基本相似，不过国外的产品在很多地方又特殊的小结构，并且这部分结构能够大大提升产品的性能，增强该产品在行业内的竞争力。
比如克虏伯的就又下面这些特点：
①变频装置，有这个装置可以让破碎锤的运动更加的完美合理，并且能够简化操作，变频装置有手动和自动两种，按照对象选用不同的频率和冲击能，提升了能的利用，并且也提高了效率。
②高压气体输送接口，可以连接不同大小的高压气体，通过高压气体的接入，让破碎锤可以在水下施工。
③润滑装置，可以装备在外壳上，操作十分简单，而且也可以降低润滑油的损耗，经济效益比较高。
④底噪音，通过隔音材料，填充在锤体和外壳中，使得锤体和外壳的接触没有声音，并且还有超静音的，使得工作噪音变得非常低。
⑤超防尘，有特别的防尘装置，装备在前面的缸外，可以避免粉尘进入内部，加长了衬套的使用时间。
目 录
第一章 绪论 1
1.1破碎锤 1
1.1.1破碎锤的历史以及现况 2
1.1.2破碎锤的种类 2
1.1.3工作原理 7
1.1.4 破碎锤的发展趋势 9
1.2 20CrMo结构钢 11
1.3 失效分析 11
1.3.1失效与失效分析 11
1.3.2失效分析的意义 13
1.3.3失效分析的现状以及发展趋势 16
第二章 实验方法和实验仪器 20
2.1实验方法 20
2.2实验设备 20
第三章 数据分析 23
3.1化学成分分析 23
3.2.宏观金相分析 23
3.2.1非金属夹杂物 23
3.2.2裂纹 24
3.2.3晶粒度 25
3.2.4.扫描电镜分析 25
结论 30
参考文献 31
致 谢 33
第一章 绪论
国内某厂生产的破碎锤（图1）在交付使用过程中未达到要求的使用寿命即发生失效，通过观察样品的外观，可能产品的材质或者冶金质量存在问题。需要对该破碎锤样品进行失效分析。
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图1.破碎锤
1.1破碎锤
液压破碎锤也被叫做破碎器或者碎石器，破碎锤时在风动锤原本的底子上发明并成长起来的。液压破碎锤是把液压泵的液压能转化成冲击能的一种设备，通过液体的压力来使得活塞做往复运动，对外面的岩石等输出能量，到达破碎岩石的目的。破碎锤经常装备在挖掘机之类的设备上面，在采矿以及水利工程上有 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
着很大的应用。尤其是在采矿工程和冶金方面，传统的采矿方式一般是通过钻孔，在孔中爆破来达到破碎岩石的目的，不过对于一些情况复杂的矿山，比如离村庄，道路比较近的矿山，使用延时爆破十分的不安全。破碎锤相对于传统的开采方式，拥有范围可控，可靠性能好，效率高，噪音污染小等等特点。破碎锤还可以用在建筑以及水利工程上，房屋的拆除，混凝土沥青等路面的破碎以及水渠开挖等等。随着国内经济的发展，大量基础设施的建设，近年来国内对于破碎锤的需求也是不断增加，破碎锤拥有十分好的前景。
1.1.1破碎锤的历史以及现况
1967年在德国的克虏伯公司制造了第一台液压破碎锤，在这之后欧美的厂商都加入了破碎锤的研发和生产中，韩国和日本也很快拥有了自己生产的液压破碎锤[1]。碎锤的研发并没有很晚，上个世纪七十年代，我国已经开始了对破碎锤的研究，大量研究机构加入，在“六五”计划中，破碎锤项目被列为重点项目。2009年全球破碎锤的生产厂家有60多家，到了2014年全球破碎锤的厂家以及超过100多家。不过国内破碎锤的研究起步不晚，但是发展速度却十分缓慢。国内的破碎锤在品种以及品质上不如国外的同类产品，随着国外的破碎锤大量进入国内市场，使得国内破碎锤行业销售商多而制造商少的尴尬场面，北上广深等大城市有十几家甚至有超过几十家的销售商，不过绝大部分是经销国外的上篇，而我国自己品牌的生产厂家却相当少，市场占有率相当低。国内研究破碎锤的相当多，有很多的研究论文，但是国产的破碎锤使用情况的报道却是相当少见，而国外的情况正好相反，发表的理论性文章很少，不过他们的产品销售情况却十分好。另一方面，我国破碎锤产品的周期长，缺乏创新，从破碎锤诞生到现在，国外的破碎锤大部分经过了好几次的创新，产品更是有极大的提升，改进不断，而我国破碎锤还处在仿制和技术引进阶段，吸收消化的能力又不足，没有开发创新的能力。当然引进的技术以及仿制的产品在国外基本上都已经是淘汰或快要淘汰的产品，新一代的已经在市场上了。另外国内产品行业归属情况不明，也缺少相关的数据统计，破碎锤的产品腰包含在挖掘机的配件中还是液压机的行业中，或者还属于开凿岩石的行业，另外就是相关数据，像产量，销量，进口量等等。不过近年来这些情况已经得到比较大的改善。现阶段，日本韩国以及欧美这些发达国家，他们国内的市场都已经饱和，破碎锤行业也进入停滞阶段，我国还有很多的基础设施需要建设，尤其是铁路公路等的建设，虽然破碎锤的相关数据缺乏，不过国内在2002年挖掘机的销量就达到19500台[2]，因此破碎锤还有着很大的前景。
1.1.2破碎锤的种类
破碎锤根据推动的介质的不同可以分成三种类型：液压式（即全液压做功），气压式（即纯氮气做功）以及气液混合式，其中气液混合式的相对比较少，大部分式液压式和气压式的，其中气压的占到3/4，液压的占到1/4。破碎锤又可以根据它的工作原理来进行分类，大致被分成活塞冲击式，抛射式，液垫式，落锤式破碎锤以及高频破碎锤。
(1)全液压式
德国克虏伯的破碎锤以及美国卡特彼勒，美国蒙特贝特破碎锤以及芬兰的rammer破碎锤都是这种类型的，全部用液体作为驱动力。破碎锤的结构都差不太多，原理也都基本相似，不过国外的产品在很多地方又特殊的小结构，并且这部分结构能够大大提升产品的性能，增强该产品在行业内的竞争力。
比如克虏伯的就又下面这些特点：
①变频装置，有这个装置可以让破碎锤的运动更加的完美合理，并且能够简化操作，变频装置有手动和自动两种，按照对象选用不同的频率和冲击能，提升了能的利用，并且也提高了效率。
②高压气体输送接口，可以连接不同大小的高压气体，通过高压气体的接入，让破碎锤可以在水下施工。
③润滑装置，可以装备在外壳上，操作十分简单，而且也可以降低润滑油的损耗，经济效益比较高。
④底噪音，通过隔音材料，填充在锤体和外壳中，使得锤体和外壳的接触没有声音，并且还有超静音的，使得工作噪音变得非常低。
⑤超防尘，有特别的防尘装置，装备在前面的缸外，可以避免粉尘进入内部，加长了衬套的使用时间。
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