该锥齿轮在车行驶五万公里时发生断裂,老一代工人逐渐向新一代工人蜕变

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第一,不改善待遇,就不可能有发展。

汽车前后桥差检总成属汽车的核心部件,其中的主被动齿轮在汽车传动中又起着关键的作用,主动齿轮轴的断裂属齿轮失效的最严重形式。本文所述齿轮花键轴在行驶过程中发生了断裂,针对此问题进行分析。

先从工人谈起。

1.失效齿轮轴情况

老一代的工人是国家的宠儿。我刚进钢厂时,听老师傅讲,他们当初的日常就是钓鱼,打扑克,聊大天,工作稳定,有分房。工作有张有弛,同时还拿着不低的收入。按照我师傅的说法,这叫“职工贵族化”。

该齿轮轴为已经断裂的SUV汽车主动锥齿轮轴,断口保存完好,其表面未见明显锈蚀,以下简称为“锥齿轮”。据4S店反映:该锥齿轮在车行驶五万公里时发生断裂,其材质为20CrMnTiH,规格为SUV越野车型;锥齿轮的主要生产工序:锻造→正火→机械加工→搓花键→切齿→渗碳淬火→低温回火→喷丸→螺纹退火。

一番剧变后,老一代工人逐渐向新一代工人蜕变。

2.理化检验情况

新一代的工人是国家的弃儿。除了工资之外并无福利。许多工厂的集体活动,都是领导和文职人员、技术人员参加,一线工人根本不带玩。哪怕劳保用品,也常常被克扣。很多人受了工伤,也不允许上报,通常会走保险理赔,只能赔偿一部分。如果哪个“不懂规矩”的报了工伤,那么排挤和歧视会立刻接踵而至。

断口宏观检验

所以说年轻人不愿意做工人,每年工厂都有大批用工缺口,这真的只是某些人大嘴一张所谓的“不愿意吃苦”么?根本没那么简单。又要马儿跑,又要马儿不吃草,你问过马儿的感受吗?

齿轮轴断口的宏观形貌见图2,断裂发生在齿轮轴花键与光杆连接处的过渡部位。断口与轴向垂直,断面较平坦,无明显宏观塑性变形及异常机械损伤痕迹。初步观察判断断裂起源于齿轮轴花键表面的渗层位置。

又累又脏又没好处,谁愿意当工人呐?纪律松弛的“职工贵族化”固然不可取,然而在这种血汗压榨的大环境下,招工困难那是必然的。

化学成分检验

说完工人,再说说技术人员。

对该齿轮轴进行化学成分检验,检验结果如表1所示。可见,该齿轮轴的化学成分符合GB/T
5216—2004中20CrMnTiH优质合金结构钢的要求。

技术人员的来源通常是大学生。大学生初来通常都要下基层,就是扔到车间散养,熟悉生产一线。然后过个若干年,把他们提拔起来充当技术员。于是广大技术员每月拿着微薄的死工资,经常要守在一线解决问题,同时承受来自中层领导的压力。他们的待遇,只能说比一线工人好点有限。

表1化学成分检验值

待遇差,愿意当技术人员的人也越来越少。

硬度及硬化层深度检验

于是就形成了这样的一个恶性循环:

对该失效的齿轮轴进行硬度及硬化层深度进行检验,结果如表2所示。可知,该齿轮轴表面有效硬化层深度、表面硬度以及心部硬度均符合设计要求。

待遇差——从业人员基数少——优秀的从业人员少——技术手段落后——产品低劣——口碑差——效益上不去——待遇差

宏观低倍组织及其表面质量检验

第二,至于如何改善待遇,需要整个社会协同努力。

取齿轮轴的横截面进行低倍组织检验,结果如表3、图3所示。由表3中检验值可知齿轮轴的低倍组织符合设计要求。对断口附近表面进行观察,表面光洁,未见有明显异常。对齿轮轴花键与轴之间的圆弧曲率半径进行测量,未见异常。

虽然工厂一线人员待遇比较差,但是老板们往往收益丰厚。经过一家不起眼的工厂时,总能看到里面有几辆昂贵的豪车。

表3低倍组织的检验值

虽然专心做技术很清贫,但是搞金融,搞房地产的人往往待遇丰厚。安安稳稳过日子时不显什么。一旦家庭出了一点变故,财富的重要性就体现出来了。

非金属夹杂物检验

这种分配方式是否合理先不讨论。然而人生有很多可供选择的路口。在这种大环境下,甘愿安守清贫,钻研技术的人必定是越来越少;明显更多的人愿意去研究怎么赚快钱,怎么挤进管理层。于是许多原本可以在技术研究上取得突破的人,最终却出现在其他的位置上。

取该失效齿轮轴的断口处的纵截面,并对该处纵截面的进行非金属夹杂物的检验,检验结果如表4所示。由表4的检验值可知,该齿轮轴的非金属夹杂物符合齿轮设计要求。

所以,提高一线工人和技术人员待遇这副重担,不该只由工厂来背负。这是整个社会的担子,需要一只强有力的手来逐步干预。

表4非金属夹杂物检验值

第三,在实现前两点的前提下,我们要拿出充分的耐心,来减小我们和那些西方国家的差距。

显微组织检验

碍于时间成本、技术水平、设备成本等原因,我们的事故分析报告往往只是简单的几张纸。有时只分析一两个方面,就草草得出结论。分析结果如果是合理的,通常就能有效规避下次事故发生;但如果分析结果不够合理,下次事故发生时,仍然是一头雾水。

取齿轮轴花键非断口处横截面进行显微组织检验,检验结果:齿轮轴花键边缘渗碳层组织基本为4级回火马氏体,为正常的渗碳淬硬层组织;但在距齿轮轴花键边缘约0.02mm范围内发现有沿着晶界分布的灰色组织,浸蚀后灰色组织整体为黑色,深度约0.03mm,光学显微镜已经不能分辨其细微形貌;在多数花键齿槽发现有裂纹。齿轮轴花键的心部组织为上贝氏体+回火马氏体+少量铁素体,其中回火马氏体为强化心部性能的理想组织。

我举个德国ICE高铁断轴事件的分析报告为例:

断口扫描电镜微观检验用扫描电镜对断口进行微观分析,可见齿轮轴开裂于花键根部淬硬层表面,微观形貌主要为脆性沿晶开裂。并分别向顺时针方向以及逆时针方向疲劳扩展,微观形貌为脆性的沿晶+解理开裂,扩展过程中在部分其他齿根处也不断萌生二次裂纹源。

先吐槽一下,转载这篇报告的人不少,就没人来翻译翻译。还得让我这个战五渣来。累傻小子呢这是!

为进一步判断黑色组织的具体形态,利用扫描电镜进行高倍观察,发现该黑色组织不是淬火的马氏体组织,而是上贝氏体、托氏体等非正常淬火组织,该组织的存在会影响齿轮轴工作过程的疲劳性能。心部微观形貌主要以解理开裂,并伴随有二次裂纹,在图2花键下边缘发现有少量塑性韧窝形貌。

断裂位置描述:

3.综合分析

轴断裂前的超声波探伤结果,多点检测后未发现缺陷。由此可以推断,断裂前无宏观裂纹。

综上检验结果分析,本齿轮轴断裂部位的化学成分、低倍组织、非金属夹杂物和带状组织,符合有关GB3077—1999和标准GB/T5216—2014的技术条件的要求。由于齿轮轴断裂处渗层组织及渗层深度和表层硬度和心部硬度均符合主机厂技术规定。表明此齿轮具有较好的金相组织和较高的表面强度,这些均有助于提高齿轮的接触强度、弯曲强度和耐磨性,从而也说明齿轮的热处理工艺基本上是正常的。

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