一、情況簡介
某汽車起重機(jī)在試吊一重約1噸的角塊的過程中小鉤鋼絲繩發(fā)生整體斷裂。事故鋼絲繩材質(zhì)為65鋼，結(jié)構(gòu)為6×37+FC，鋼絲與鋼絲之間為點(diǎn)接觸，捻制方法為右交互捻ZS。為查明鋼絲繩斷裂原因，避免類似事故的再發(fā)生，筆者對(duì)事故中的鋼絲繩取樣進(jìn)行了檢驗(yàn)和分析。
二、理化檢驗(yàn)
1.宏觀檢驗(yàn)
圖1為斷裂鋼絲繩。事故發(fā)生時(shí)，圖1所示一端與吊臂相連，斷裂處形貌呈花簇狀。圖2為事故鋼絲繩表面宏觀形貌，鋼絲繩表面有大量油污、顆粒，外層鋼絲磨損嚴(yán)重。
2.化學(xué)成分分析
遠(yuǎn)離斷裂位置取樣，使用LAB-M11直讀光譜儀進(jìn)行化學(xué)成分分析，結(jié)果見表2。該鋼絲繩的化學(xué)成分符合GB/T 699-1999《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》對(duì)65鋼成分的技術(shù)要求。
3.力學(xué)性能試驗(yàn)
在靠近事故鋼絲繩斷裂處取樣，樣品長度1m，置于WAW-2000C型萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。結(jié)果顯示，事故鋼絲繩的破斷拉力為92.362kN。
4.金相檢驗(yàn)
從鋼絲繩斷裂部位截取軸向和橫截面試樣，經(jīng)鑲嵌、磨拋和4%（體積分?jǐn)?shù)）硝酸酒精溶液腐蝕后進(jìn)行顯微組織觀察。圖3為事故鋼絲繩軸向顯微組織，可以看出，近斷裂面處與遠(yuǎn)斷裂面處的組織均為回火索氏體+鐵素體，鐵素體呈長條狀。圖4為事故鋼絲繩的橫截面顯微組織，部分鋼絲已嚴(yán)重磨損，回火索氏體和鐵素體分布均勻。
5.硬度測試
截取事故鋼絲繩橫截面，經(jīng)鑲嵌、磨拋后，置于Durascan-20顯微硬度計(jì)上進(jìn)行維氏硬度測試，結(jié)果如表3所示，符合中高碳鋼絲經(jīng)淬火+高溫回火處理后的硬度要求。
6.掃描電鏡及能譜分析
將鋼絲繩斷口置于掃描電鏡下觀察。圖5為1#鋼絲的斷口形貌。鋼絲繩共有6股，其中4股鋼絲的斷口形貌均與1#鋼絲類似，鋼絲表面平齊，斷口與鋼絲軸向呈一定角度，屬于由剪切力作用形成的解理斷口。從圖6中可以發(fā)現(xiàn)其斷口有絮狀組織，對(duì)其進(jìn)行能譜（EDS）分析，結(jié)果表明，絮狀組織中氧含量較高，如圖7所示，說明其已被氧化，在此次事故發(fā)生前已發(fā)生斷裂，屬于陳舊斷口。
另2股鋼絲的斷口形貌與如圖8所示的2#鋼絲斷口類似，斷口均呈杯錐狀，中部疏松纖維區(qū)、臨近的快速解理區(qū)和最外沿的剪切唇區(qū)，屬于典型的拉伸斷口。纖維區(qū)分布有大量細(xì)小的等軸韌窩，見圖9，韌窩邊緣清晰，棱角分明，表明其為一個(gè)新鮮斷口，是在此次事故中由于受到軸向拉應(yīng)力而造成的斷裂。