什么原因导致变速箱摩擦片断裂？

2、故障原因查找与分析

(1) 材料测试

摩擦片芯板材质为45钢。整体调质后，花键表面进行高频感应淬火。在平面磨床上去除摩擦材料后，按照国家标准《碳钢和中低合金钢中多元素含量的火花放电原子发射光谱法》（GB/T4336）对芯板材料进行检测。 -2016）。

(2)芯板硬度测试

有缺陷的零件在 EDM 机器上取样。在温度20℃、湿度50%的条件下，按照国家标准《渗碳淬火回火用钢件金相检验》（GB/-2016）检验硬度和硬化层深度。花键的齿硬度要求≥40HRC，实测硬度为54.8HRC，硬度合格。

试样用4%硝酸酒精溶液腐蚀，要求花键硬化层4.5-9.0mm，实测6.0mm，硬化层深度合格；要求齿根硬化层深度为0.7-2.5mm，实测值为0.9mm。因此，判断花键的硬度和硬化层的深度是否符合图纸要求，并不是造成摩擦片早期断裂的主要因素。

(3) 非金属夹杂物的检查

在4XC金相显微镜下检测非金属夹杂物的含量。根据《钢中非金属夹杂物含量测定的标准评定表显微检验方法》（GB/T 10561-2005），芯板中非金属夹杂物含量见表2、从结果可以看出，原料中硫化物、氧化铝等非金属夹杂物含量符合技术要求，不是脆性断裂的主要原因。

(4) 脱碳层深度检查

用光学显微镜观察缺陷部位花键齿的脱碳层深度。采用5个测试点取平均值的方法，单边脱碳层深度为0.03～0.07mm，在技术要求≤0.1mm范围内，无严重脱碳特征。

（5）原因分析

试样按《金属显微组织检验方法》（GB/-2015）检验，显微组织、花键金相组织为回火马氏体，晶粒度为8，金相组织粗大，边界变黑，有严重的晶间裂纹，有过热的特点。摩擦片的早期断裂是芯板脆性过大引起的脆性断裂。

通过故障件的生产批号，可以追溯摩擦片的淬火过程。工作参考书中要求淬火温度为845℃。据操作人员记录，在对加热炉进行设备检查时，发现温度显示仪表出现故障，仪表温度显示为设定温度845℃，但实际温度达到950℃后检查，远高于Ac3温度，造成芯板过热，造成奥氏体晶粒粗化。

粗大奥氏体晶粒的存在导致芯板强度和韧性下降摩擦片，力学性能下降，脆性转变温度升高。淬火时，由于芯板呈片状，花键根部应力集中，淬火时裂纹增大。往往会在花键根部造成微观裂纹。在工作过程中摩擦片，受到交变应力和冲击力的作用，经过一定时间后，会引起摩擦衬片芯板的早期断裂。