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一失效分析～
钢丝绳断裂的两类起因
任颂赞，陈德华，于晖
（上海市机械制造工艺研究所铸锻热检测中心，上海２０００７０）
摘要：本文分析了起重钢丝绳的两种失效形式。结果表明：钢丝绳表面不正常滑动摩擦造成表面二次淬火
是疲劳开裂的原因；同时，钢丝绳相当于弹簧，表面质量直接影响其疲劳强度。
关键词：关键词：疲劳断裂；钢丝绳；摩擦磨损；二次淬火中图分类号：ＴＧｌｌ５
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００８—１６９０（２００４）０３—００４０—００４
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钢丝绳广泛用于起重吊装及操作系统。为适应各具体领域，钢丝绳的规格（粗细、结构形式、材质、性能等）千变万化，并有相应国家及行业标准，如“航空用钢丝绳”、“操作用钢丝绳”、“电梯用钢丝绳”等。钢丝绳的主要性能指标是：钢丝绳最小破断拉力（ｋＮ），即抗拉强度。对主要场合用钢丝绳还要进行伸长率测试及疲劳试验。
钢丝绳的原材料主要为弹簧钢，尤其以碳素弹簧钢更为广泛。通过热处理达到弹簧钢丝性能一较高的屈强比。
钢丝绳的结构型式多种多样（有上百种），但基本结构相似，均由不同直径组成一股，然后再由不同粗细股按不同数量、不同形式绞合成钢丝绳ｕ１。有时，多根钢丝组成钢丝股后，再经挤压拉拔，使钢丝绳外圆的圆钢丝成扇形组合，即成为面接触型钢丝绳。钢丝绳在服役中与滑轮、绳具等组成一个滑轮系统，承受表面间歇滚压、摩擦（磨损）、间歇弯曲、拉直以及拉伸等交变载荷。因此，钢丝绳除过载断裂失效外，主要表现为疲劳失效，具体表现为钢丝绳表面磨损及断裂（钢丝）。
在许多主要场合，一旦发现钢丝绳表面有断丝收稿日期：２００４—０３—１５
（股）现象，就要考虑作报废处理。因此，对钢丝绳表面断丝（股）作深入分析，对提高钢丝绳的可靠性、使用寿命是十分必要的。
本中心前后分析过近十宗起重钢丝绳断裂案例，大部分断裂均发生在磨损区域，仅一例发生在未磨损区域。本文就这两种断裂案例进行分析讨论。案例中钢丝绳材质均为６５钢。ｌ钢丝磨损面断裂案例１．１宏观形貌
钢丝绳外圆与滑轮等接触面一侧，各股接触钢丝受磨损形成纺锤形磨损面，较对称。断裂均发生在磨损纺锤面中央，横向平齐，有的一股上断一根钢丝，有的一股上断裂数根钢丝，见图１所示。１．２扫描电镜分析
截取匕述断口，图２为其中一个断口在电镜低倍下全貌。断口与钢丝轴线基本垂直，未见明显变形现象。图中“１”箭头所指为磨损面，与其相近区域上隐约可看到弧形海滩花样，由其走向推导出起始区在磨损面的一角，见图２中“２”箭头所指。断口近中心区域有一些平行磨损面的二次（纵向）裂纹，并有起伏；与磨损面对称—侧断口边缘区，断口较粗糙，拟为瞬断区。
作者简介：任松赞，（１９４８一），男，教授级高级工程师，上海市机械制造工艺研究所铸锻热检测中心主
任，长期从事失效分析工作，发表论文近ｌＯ篇、专著３本。
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《热处理》２００４年第１９卷第３期
万方数据
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