检测认证人脉交流通讯录
- 摘 要：采用金相检验、化学成分分析、力学性能测试及断口分析等方法对某起重机用钢轨的断
裂原因进行了分析。结果表明：钢轨断裂起源于轨底的刮伤凹坑处，刮伤凹坑处存在严重的脱碳现
象，极大降低了该处材料的力学性能；另钢轨材料的硅含量严重超标也增加了材料的脆性；在钢轨
运行过程中，刮伤凹坑处产生应力集中，萌生裂纹并迅速扩展，从而造成钢轨断裂；脱碳现象的存在
说明刮伤凹坑处受热较严重，分析认为为电弧擦伤所致。
关键词：起重机用钢轨；断裂；脱碳；刮伤
２ 综合分析
从宏观检验结果看，钢轨裂纹源位于轨底面两
处擦伤凹陷处，此处存在较大塑性变形，裂纹源附近
未见疲劳特征，该断裂属一次性断裂。从化学成分
分析结果看，钢轨材料中的硅和锰含量均不符合
２
韩波：起重机用钢轨断裂原因分析
图７ 断裂源的擦伤特征
Ｆｉｇ．７ Ｓｃｒａｔｃｈｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｓｏｕｒｃｅ
图８ 断口上的氧化特征
Ｆｉｇ．８ Ｏｘｙｄｉｃｆｅａｔｕｒｅｏｆｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅ
图９ 断裂扩展区的准解理特征
Ｆｉｇ．９ Ｑｕａｓｉ?ｃｌｅａｒａｇｅｆｅａｔｕｒｅｏｆｆｒａｃｔｕｒｅ
ＹＢ／Ｔ５０５５－９３技术要求，而且与厂家提供的质保
书也有较大差距，说明钢轨本身材料不符合要求，硅
含量超高会增加材料的脆性，从而容易导致钢轨发
生脆断。但导致钢轨断裂的直接原因并不是化学成
分不合格，而是由于钢轨底面的存在刮伤凹坑，经金
相检验发现，刮伤凹坑处（即断裂源）存在严重的脱
碳现象，而脱碳会极大降低材料的力学性能。脱碳
现象的存在说明刮伤处受热较严重，这可能是由于
钢轨在堆放期间，焊工在焊接或者切割其他工件时，
不经意在轨底进行了一次误操作所致。
在起重用行车运行过程中，钢轨处于三点弯曲
状态，轨底受到拉应力，刮伤凹坑造成应力集中，因
此起重机工作时产生的较大外力作用下，促使钢轨
刮伤脱碳处萌生裂纹。断裂钢轨材料为Ｕ７１Ｍｎ，属
于高碳钢，其塑性和韧性值不高，而且钢轨中硅和锰
含量不符合技术要求，从而导致钢轨迅速整体一次
性断裂。
３ 结论及建议
（１）钢轨断裂为一次性脆性断裂；导致其断裂的主要原因是轨底存在刮伤凹坑形成应力集中，加之刮伤凹坑处还存在明显的脱碳及大大降低了该处材料的力学性能，导致裂纹源在此处萌生；另钢轨材料的硅和锰含量不符合技术要求，增加了材料的脆性，使得萌生的裂纹迅速扩展，最终造成钢轨断裂。
（２）钢轨作为行车运行的重要部件，其损伤的产生将严重威胁安全生产。因此，钢轨生产和使用部门不仅要重视在钢轨生产和运行中的损伤，也要重视钢轨在运输、装卸和堆放等过程中产生的各种损伤，并采取积极措施，消灭一切可能造成钢轨损伤的因素。该钢轨材料化学成分不符合ＹＢ／Ｔ５０５５－９３对Ｕ７１Ｍｎ钢的技术要求，建议使用方加强产品进厂检验。
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