邹黎明，莫明珍，陈学文，谭 莹

1.广州科技贸易职业学院智能制造学院，广东 广州 511442

2.广州海关技术中心，广东 广州 510623

3.广东工程职业技术学院，广东 广州 510520

随着汽车行业的快速发展，对作为核心零部件的齿轮提出了更高的要求。粉末冶金作为一种近净成形技术，可满足齿轮轻量化、低成本、低能耗的要求，因而被广泛应用于汽车用齿轮制备[1-3]。

某品牌汽车在行驶了23300km后，在某次行驶过程中突然熄火，经检查，发动机上的曲轴链齿轮发生了损坏。该失效齿轮材质为铁基，为德国牌号SINT D11，采用粉末冶金方法制造。为找出齿轮断裂原因，预防此类现象再次发生，保护消费者的生命财产安全，文章对其进行失效分析。

1 实验与分析

采用阿基米德排水法测量样品密度；采用JXA-8100扫描电镜对失效齿轮进行断口分析；采用DMI3000M型金相显微镜观察样品的金相组织；采用Spectrote test直读光谱分析仪测量化学元素含量；采用ZHU-S型维氏显微硬度计测试齿轮的维氏硬度。

1.1 宏观分析

失效齿轮正面和侧面宏观形貌如图1所示。该齿轮沿齿台阶转角部位断裂，有超过一半的齿脱落，且呈一次性断裂特征，断口周围有明显的摩擦痕迹。

图1 失效粉末冶金齿轮宏观形貌

1.2 理化性能分析

失效齿轮的理化性能分析结果如表1所示。可见，铁基齿轮的化学成分和硬度均符合相关标准的要求，DIN 30910-4:2004为德国烧结金属材料标准，但齿轮密度相比标准要求偏低。

表1 失效粉末冶金齿轮的理化性能

1.3 断口分析

在扫描显微镜下观察齿轮断口，如图2所示。……