冲击活塞失效原因的判定方法与流程

1.本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种冲击活塞失效原因的判定方法。


背景技术：

2.工程机械在岩石工程施工中发挥着十分重要的作用，冲击活塞作为工程机械的主要冲击作功件，是在高速度、高频率与强烈冲击条件下工作的，是工程机械的关键零部件。受自身质量、外界环境和工作应力的影响，冲击活塞使用过程中经常出现断裂、剥落、变形和磨损等现象，造成冲击活塞失效，丧失应有的功能与作用。冲击活塞失效造成的影响难以完全规避，故加强失效分析工作，及时解决冲击活塞出现的各类故障，找出冲击活塞失效原因，提高冲击活塞质量，延长冲击活塞使用寿命，对工程机械设计及运行过程具有明显的促进作用。


技术实现要素：

3.本发明的一些实施例提出一种冲击活塞失效原因的判定方法，用于提高冲击活塞的质量。
4.在本发明的一个方面，提供一种冲击活塞失效原因的判定方法，其包括以下步骤：s10对失效的冲击活塞的外观进行检查，获得冲击活塞的失效形式；s20根据冲击活塞的失效形式，采用宏观观察、微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的至少其中之一的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；其中，所述冲击活塞的性能测试包括对失效的冲击活塞的基体的强度、硬度、显微组织和冲击吸收功进行测试，和/或，对失效的冲击活塞的表面的硬度梯度和硬化层厚度进行测试；s30将检查结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
5.在一些实施例中，所述冲击活塞的失效形式包括冲击活塞失效发生的部位出现塑性变形、开裂、断裂、表面磨损、剥落以及存在异物。
6.在一些实施例中，所述宏观观察和所述微观观察所观察的内容包括冲击活塞的失效部位或断口的形貌特征、失效部位或断口有无明显缺陷、冲击活塞表面的粗糙度以及冲击活塞的沟槽是否圆滑过渡。
7.在一些实施例中，所述冲击活塞的基体的材料成分分析所采用的方法包括化学分析法或光谱分析法。
8.在一些实施例中，所述冲击活塞的技术要求根据冲击活塞的工艺参数、生产过程和运行工况获得。
9.在一些实施例中，所述工艺参数包括材料、结构、尺寸和性能要求；和/或，所述生产过程包括加工工艺、热处理工艺、硬化层处理工艺；和/或，所述运行工况包括运行检修历史。
10.在一些实施例中，所述冲击活塞的失效原因包括加工质量不合格、调质热处理质
量不合格、表面热处理不规范、装配或维护不规范。
11.在一些实施例中，所述步骤s10中的冲击活塞的失效形式为裂纹；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用宏观观察和微观观察对失效的冲击活塞的失效部位进行检查；所述步骤s30包括将冲击活塞失效部位的结构、尺寸、表面粗糙度作为检测结果与冲击活塞对应的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效形式为加工质量不合格。
12.在一些实施例中，所述步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的断口发生塑性变形；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；所述步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功、硬度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
13.在一些实施例中，所述步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织均符合冲击活塞的技术要求，失效的冲击活塞的基体的屈服强度和硬度低于冲击活塞的技术要求，冲击吸收功高于冲击活塞的技术要求时，判定冲击活塞的失效原因为调质热处理质量不合格。
14.在一些实施例中，所述步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的端部出现剥落，且剥落位置出现裂纹；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；所述步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度，以及冲击活塞的表面硬度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
15.在一些实施例中，所述步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度均符合冲击活塞的技术要求，失效的冲击活塞的表面硬度高于冲击活塞的技术要求时，判定冲击活塞的失效原因为表面热处理不规范。
16.在一些实施例中，所述步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的表面有磨损；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；所述步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度，以及冲击活塞的表面硬度和硬度层厚度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
17.在一些实施例中，所述步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度均符合冲击活塞的技术要求，且失效的冲击活塞的表面硬度和硬度层厚度也符合冲击活塞的技术要求，磨损位置存在异物时，判定冲击活塞的失效原因为装配或维护不规范。
18.基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法采用宏观观察、微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的至少其中之一的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；将检查结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因，能够及时确定失效的冲击活塞存的质量缺陷，以用于采取有针对性的预防和
改进措施，提高冲击活塞的质量。
附图说明
19.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为失效的冲击活塞裂纹断口疲劳辉纹形貌图；图2为失效的冲击活塞的断口塑性变形形貌图；图3为失效的冲击活塞的断口剥落形貌图；图4为失效的冲击活塞的硬化层裂纹形貌图；图5为失效的冲击活塞的断裂部位磨损形貌图；图6为失效的冲击活塞的断口裂纹源处夹杂物的能谱图；图7为根据本发明一些实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法的流程示意图。
20.应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
具体实施方式
21.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。本发明可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本发明透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
22.本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
23.在本发明中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。
24.本发明使用的所有术语（包括技术术语或者科学术语）与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。
25.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
26.参见图7，一些实施例提供了一种冲击活塞失效原因的判定方法，其包括以下步
骤：s10对失效的冲击活塞的外观进行检查，获得冲击活塞的失效形式；s20根据冲击活塞的失效形式，采用宏观观察、微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的至少其中之一的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；其中,冲击活塞的性能测试包括对失效的冲击活塞的基体的强度、硬度、显微组织和冲击吸收功进行测试，和/或，对失效的冲击活塞的表面的硬度梯度和硬化层厚度进行测试;s30将检查结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
27.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法能够加快失效部件的分析进程，准确分析冲击活塞失效的原因，及时确定失效的冲击活塞存在的质量缺陷，从而采取有针对性的预防和改进措施，提高冲击活塞的质量。对工程机械、电力、化工、矿山等领域的设备的冲击活塞失效的原因分析和有效预防具有参考价值。
28.冲击活塞具有表面耐磨，心部韧性较高的特征。
29.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法适用于分析高速、高频和强冲击状态下工作的零件。且特别适合于分析渗碳、渗氮和表面感应淬火类零件。
30.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法适用于分析使用过程中出现功能丧失的零件，特别适合于失效后具有明显断口和破坏面的失效零部件。
31.在一些实施例中，冲击活塞的失效形式包括冲击活塞失效发生的部位出现塑性变形、开裂、断裂、表面磨损、剥落以及存在异物。
32.在一些实施例中，宏观观察和微观观察所观察的内容包括冲击活塞的失效部位或断口的形貌特征、失效部位或断口有无明显缺陷、冲击活塞表面的粗糙度以及冲击活塞的沟槽是否圆滑过渡。
33.在一些实施例中，冲击活塞的基体的材料成分分析所采用的方法包括化学分析法或光谱分析法。采用化学分析法或光谱分析法对失效的冲击活塞的基体的材料成分进行分析。
34.在一些实施例中，冲击活塞的技术要求根据冲击活塞的工艺参数、生产过程和运行工况获得。
35.在一些实施例中，工艺参数包括材料、结构、尺寸和性能要求；和/或，生产过程包括加工工艺、热处理工艺、硬化层处理工艺；和/或，运行工况包括运行检修历史。
36.在一些实施例中，冲击活塞的失效原因包括加工质量不合格、调质热处理质量不合格、表面热处理不规范、装配或维护不规范。
37.在一些实施例中，步骤s10中的冲击活塞的失效形式为裂纹；步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用宏观观察和微观观察对失效的冲击活塞的失效部位进行检查；步骤s30包括将冲击活塞失效部位的结构、尺寸、表面粗糙度作为检测结果与冲击活塞对应的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效形式为加工质量不合格。
38.在一些实施例中，步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的断口发生塑性变形；步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功、硬度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
39.在一些实施例中，步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织功均符合冲击活塞的技术要求，失效的冲击活塞的基体的屈服强度和硬度低于冲击活塞的技术要求，冲击吸收高于冲击活塞的技术要求时，判定冲击活塞的失效原因为调质热处理质量不合格。
40.在一些实施例中，步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的端部出现剥落，且剥落位置出现裂纹；步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度，以及冲击活塞的表面硬度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
41.在一些实施例中，步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度均符合冲击活塞的技术要求，失效的冲击活塞的表面硬度高于冲击活塞的技术要求时，判定冲击活塞的失效原因为表面热处理不规范。
42.在一些实施例中，步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的表面有磨损；步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度，以及冲击活塞的表面硬度和硬度层厚度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。
43.在一些实施例中，步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度均符合冲击活塞的技术要求，且失效的冲击活塞的表面硬度和硬度层厚度也符合冲击活塞的技术要求，磨损位置存在异物时，判定冲击活塞的失效原因为装配或维护不规范。
44.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法能够快速、准确、有效判定冲击活塞的失效原因。
45.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法通过结合冲击活塞工作状态下的各种工作参数和其性能指标，对冲击活塞失效模式进行分类，结合冲击活塞各种性能指标，配合冲击活塞断口宏观和微观检查，分析冲击活塞产生断裂、变形、剥落和磨损等导致其失效的原因，以用于制定相应的改进方案，及时解决冲击活塞存在的质量问题，排除冲击活塞在不同环境下存在的安全隐患，有效降低工程机械故障率和提升工程机械使用寿命，适用于工程机械设计和生产相关产业。
46.在一些具体实施例中，冲击活塞失效原因的判定方法包括以下步骤。
47.s1、根据使用过程中冲击活塞的工艺参数、生产过程和运行工况获得冲击活塞的技术要求。其中，工艺参数包括材料、结构、尺寸和性能要求等。生产过程包括加工工艺、热处理工艺、硬化层处理工艺等。运行情况包括运行检修历史等。
48.s2、对失效的冲击活塞进行外观检查，获得冲击活塞的失效形式。其中，外观检查主要包括检查冲击活塞失效发生的部位，是否出现塑性变形、是否出现开裂或断裂、是否出现表面磨损、是否出现剥落，以及是否有明显的异物。
49.s3、采用肉眼、体视显微镜和扫描电镜等宏观观察和微观观察的检查方式对失效
冲击活塞的失效部位或断口进行更为细致的观察。其中，对冲击活塞的观察内容包括冲击活塞失效部位或断口的形貌特征、失效部位或断口有无明显缺陷，冲击活塞表面的粗糙度，以及冲击活塞沟槽是否圆滑过渡。例如，对于失效部位和断口的观察，需要通过宏观和微观的观察方式，确定裂纹源。采用扫描电镜在观察断口微观形貌的同时，还可以对夹杂物成分进行测试分析。
50.s4、采用化学分析法和光谱分析法等对失效的冲击活塞的基体材料成分进行分析，确定冲击活塞材质是否符合冲击活塞的技术要求。例如：冲击活塞基体的材料为40crnimo。
51.s5、采用电子万能试验机、显微硬度计、光学显微镜、冲击试验机等检测手段对失效的冲击活塞的强度、硬度、显微组织和冲击吸收功进行性能测试，并与冲击活塞的技术要求进行对比分析，确定冲击活塞的性能是否符合技术要求。其中，可以采用显微硬度计测试冲击活塞表面和端部硬化层的硬度梯度和硬化层厚度。显微硬度计在测量冲击活塞基体硬度的同时，还可以测量冲击活塞表面和端部硬化层的硬度梯度。
52.上述步骤s1至步骤s5不分先后顺序。
53.s6、将检查结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。失效原因的判定需要结合失效形式、失效部位和性能测试进行。
54.其中，造成冲击活塞失效的原因主要包括四种：加工质量不合格、调质热处理质量不合格、表面热处理不规范、装配或维护不规范。
55.判定上述四种冲击活塞失效原因的具体过程为：当失效的冲击活塞发生断裂，需要结合冲击活塞断裂出现的部位和断裂部位表面加工质量做出判断，比如断裂出现在沟槽等部位时，沟槽底部加工精度不够，则失效原因为加工质量不合格。
56.当失效的冲击活塞出现塑性变形，需要结合冲击活塞的基体成分、调质热处理工艺做出判断，比如在冲击活塞的基体成分满足要求的情况下，则失效原因为调质热处理质量不合格。
57.当失效的冲击活塞出现剥落，需要结合冲击活塞表面热处理的工艺做出判断，比如表面渗碳淬火时出现裂纹的现象，则失效原因为表面热处理工艺不规范。
58.当失效的冲击活塞出现磨损，需要结合冲击活塞表面性能测试结果做出判断，在冲击活塞的表面硬度满足要求，磨损表面如果检测到异常成分，则失效原因为装配或维护不规范。
59.下面列举判定冲击活塞失效原因的四个具体实施例。
60.实施例1：加工质量不合格的原因分析图1为失效的冲击活塞裂纹断口处扫描电镜图，在冲击活塞直径变化处出现一条沿环向的长裂纹，初步判断是由于该位置过渡区域存在较大应力集中，使得该位置成为裂纹源区。采用扫描电镜对裂纹断口进行形貌观察，发现断口区域存在疲劳辉纹（如图1所示），裂纹源位于冲击活塞表面。
61.采用光学显微镜对冲击活塞出现裂纹位置进行观测，发现该处过渡圆弧明显小于冲击活塞的技术要求，且圆弧处存在明显的刀痕，表面加工较粗糙。此处冲击活塞存在直径的变化，易于产生应力集中，过渡圆弧较小和存在明显的加工刀痕，进一步提高了该位置的
应力集中系数，使得该位置容易成为开裂源区。
62.由此可得出结论，该冲击活塞失效的原因是因为机加工不合格，需要提高加工质量，加大过渡圆弧半径，降低表面粗糙度，减少断裂位置的应力集中系数，降低该处的受力水平。
63.实施例2：调质热处理质量不合格的原因分析图2为一失效的冲击活塞的断口扫描电镜图，从图中可以看出断口与冲击活塞轴线垂直，断口表面有大量塑性变形。采用电子万能试验机、冲击试验机、硬度计和金相显微镜测试发现，该冲击活塞的基体材料为40crnimo，材料基体屈服强度仅有538mpa，冲击吸收功高达159j，硬度246hb，金相组织为回火索氏体。结合40crnimo的冲击活塞的技术要求屈服强度不低于835mpa，冲击吸收功不低于78j，硬度32 hrc ~36 hrc，金相组织为回火索氏体。失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织均符合冲击活塞的技术要求，失效的冲击活塞的基体的屈服强度和硬度低于冲击活塞的技术要求，冲击吸收功高于冲击活塞的技术要求。
64.由此可得出结论，该冲击活塞失效的原因为调质热处理质量不合格，需要通过降低调质热处理中的回火温度，使冲击活塞基体的屈服强度和硬度升高，满足冲击活塞零件技术要求。
65.实施例3：表面热处理工艺不规范的原因分析图3为一失效的冲击活塞端出现剥落部位的扫描电镜图，从图中可以看出冲击活塞的端部出现表面剥落现象，剥落位置出现明显疲劳条纹。采用电子万能试验机、冲击试验机、硬度计和金相显微镜测试发现，该冲击活塞的基体材料为40crnimo，材料基体屈服强度892mpa、冲击吸收功103j、硬度34.2hrc和基体金相组织为回火索氏体均满足技术要求。采用显微硬度和金相显微镜对其表面硬化层进行测试，发现其表面硬度为62hrc，高于标准要求（55hrc ~60hrc）的要求，且金相组织中出现图4所示的裂纹。
66.与此可得出结论，该冲击活塞失效的原因为表面热处理工艺不规范，需要通过降低感应热处理的加热温度和改善低温回火温度的工艺，使表面硬化层不出现裂纹，且表面硬度满足冲击活塞零件的技术要求。
67.实施例4：维护不合理的原因分析图5为一失效的冲击活塞的侧面出现磨损部位的扫描电镜图，从图中可以看出冲击活塞表面有严重的摩擦磨损现象，磨损形成的划痕和沟槽沿冲击活塞轴向方向，冲击活塞断裂位置有严重的磨痕。采用电子万能试验机、冲击试验机、硬度计和金相显微镜测试发现，该冲击活塞的基体材料40crnimo，材料基体屈服强度924mpa、冲击吸收功95j、硬度35.0hrc和基体金相组织为回火索氏体均满足技术要求。采用显微硬度和金相显微镜对冲击活塞的表面硬化层进行测试，发现其表面硬度58.2hrc和厚度1.5mm均满足要求。采用扫描电镜能谱分析冲击活塞的表面磨损形貌处发现磨损位置存在较强的si衍射峰，参考图6。
68.由此可以得出结论，该冲击活塞失效的原因为装配或维护不规范，冲击活塞工作环境中存在异物，在冲击活塞表面产生三体磨损，以磨损区域为断裂源区，最终导致冲击活塞断裂。需要规范冲击活塞装配或维护工艺，避免异物进入到冲击活塞表面。
69.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法通过获得冲击活塞工艺参数、生产过程和运行工况；对失效冲击活塞进行外观检查，采用肉眼、三维体视显微镜、扫描电
镜等方法对冲击活塞断口进行宏观和微观观察；采用一种或多种表征方法对冲击活塞成分、硬化层、性能和显微组织进行分析；检查冲击活塞尺寸和硬化层厚度是否符合设计要求；综合分析以上的分析步骤，从现象到本质，确定冲击活塞失效的原因。
70.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法通过对失效冲击活塞进行系统有效的分析后，进而采取针对性的预防。
71.本发明实施例提供的冲击活塞失效原因的判定方法对电力、化工、矿山等其他领域的冲击活塞的安全使用也具有使用参考价值。
72.基于上述本发明的各实施例，在没有明确否定或冲突的情况下，其中一个实施例的技术特征可以有益地与其他一个或多个实施例相互结合。
73.虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本发明的范围由所附权利要求来限定。

技术特征：
1.一种冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，包括以下步骤：s10对失效的冲击活塞的外观进行检查，获得冲击活塞的失效形式；s20根据冲击活塞的失效形式，采用宏观观察、微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的至少其中之一的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；其中，所述冲击活塞的性能测试包括对失效的冲击活塞的基体的强度、硬度、显微组织和冲击吸收功进行测试，和/或，对失效的冲击活塞的表面的硬度梯度和硬化层厚度进行测试；s30将检查结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。2.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述冲击活塞的失效形式包括冲击活塞失效发生的部位出现塑性变形、开裂、断裂、表面磨损、剥落以及存在异物。3.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述宏观观察和所述微观观察所观察的内容包括冲击活塞的失效部位或断口的形貌特征、失效部位或断口有无明显缺陷、冲击活塞表面的粗糙度以及冲击活塞的沟槽是否圆滑过渡。4.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述冲击活塞的基体的材料成分分析所采用的方法包括化学分析法或光谱分析法。5.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述冲击活塞的技术要求根据冲击活塞的工艺参数、生产过程和运行工况获得。6.如权利要求5所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述工艺参数包括材料、结构、尺寸和性能要求；和/或，所述生产过程包括加工工艺、热处理工艺、硬化层处理工艺；和/或，所述运行工况包括运行检修历史。7.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述冲击活塞的失效原因包括加工质量不合格、调质热处理质量不合格、表面热处理不规范、装配或维护不规范。8.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述步骤s10中的冲击活塞的失效形式为裂纹；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用宏观观察和微观观察对失效的冲击活塞的失效部位进行检查；所述步骤s30包括将冲击活塞失效部位的结构、尺寸、表面粗糙度作为检测结果与冲击活塞对应的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效形式为加工质量不合格。9.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的断口发生塑性变形；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；所述步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功、硬度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。10.如权利要求9所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织均符合冲击活塞的技术要求，失效的冲击活塞的基体的屈服强度和硬度低于冲击活塞的技术要求，冲击吸收功高于冲击活塞的技术要求时，判定冲击活塞的失效原因为调质热处理质量不合格。11.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述步骤s10中的
冲击活塞的失效形式为冲击活塞的端部出现剥落，且剥落位置出现裂纹；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；所述步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度，以及冲击活塞的表面硬度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。12.如权利要求11所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度均符合冲击活塞的技术要求，失效的冲击活塞的表面硬度高于冲击活塞的技术要求时，判定冲击活塞的失效原因为表面热处理不规范。13.如权利要求1所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述步骤s10中的冲击活塞的失效形式为冲击活塞的表面有磨损；所述步骤s20包括根据冲击活塞的失效形式，失效部位，采用微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；所述步骤s30将冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度，以及冲击活塞的表面硬度和硬度层厚度作为检测结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因。14.如权利要求13所述的冲击活塞失效原因的判定方法，其特征在于，所述步骤s30还包括，在失效的冲击活塞的基体的材料成分、金相组织、屈服强度、冲击吸收功和硬度均符合冲击活塞的技术要求，且失效的冲击活塞的表面硬度和硬度层厚度也符合冲击活塞的技术要求，磨损位置存在异物时，判定冲击活塞的失效原因为装配或维护不规范。

技术总结
本发明涉及一种冲击活塞失效原因的判定方法，其包括以下步骤：S10对失效的冲击活塞的外观进行检查，获得冲击活塞的失效形式；S20根据冲击活塞的失效形式，采用宏观观察、微观观察、冲击活塞的基体的材料成分分析以及冲击活塞的性能测试的至少其中之一的检查方式对失效的冲击活塞进行检查；其中，所述冲击活塞的性能测试包括对失效的冲击活塞的基体的强度、硬度、显微组织和冲击吸收功进行测试，和/或，对失效的冲击活塞的表面的硬度梯度和硬化层厚度进行测试；S30将检查结果与冲击活塞的技术要求进行比对，进而判定冲击活塞的失效原因；能够及时确定失效的冲击活塞存的质量缺陷，以用于采取有针对性的预防和改进措施，提高冲击活塞的质量。高冲击活塞的质量。高冲击活塞的质量。


技术研发人员：周忠尚 郭建飞 丁河江 张继光 马建乐 姜鑫 王英赫 刘赛 李志
受保护的技术使用者：徐州徐工基础工程机械有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/8/5