Цель работы — выявление причин преждевременного разрушения зубьев колеса турбо­компрессора Cameron ТА9000 мощностью 1820 кВт после эксплуатационного нагружения до 1,3 • 109 циклов.

   Выполнен анализ химического состава металла зубьев и методами ме­таллографии, микротвердости и оптической микроскопии исследована его микроструктура. Изучен микрорельеф поверхностей разрушения эксплуатационных изломов с помощью электронной сканирующей микроскопии. Химический анализ состава показал, что марка стали зубьев — DIN 31CrMoV9 — соответствует сведениям производителя. Визуаль­ный анализ представленных фрагментов выявил многочисленные трещины на поверхно­стях контакта зубьев. Обнаруженные на изломе очаги усталостного разрушения являются типичными для многоциклового, а также гигациклового усталостного разрушения. В последнем случае обнаруженный очаг имеет вид «рыбьего глаза», в центре которого располо­жена область структурной неоднородности с включениями и порами. Разрушение, вероят­но, развивалось от первого фрагмента зуба к пятому и сопровождалось увеличением числа очагов усталостного разрушения, которое, как известно, связано с повышением амплитуды напряжения. Металлографическое исследование показало наличие приповерхностного упрочнённого слоя толщиной 120 - 200 мкм с дефектной структурой, связанной с выделениями по границам зерен (предположительно карбидов (Fe, Сг)3С), что могло быть следст­вием нарушения режимов термической обработки шестерни. В приповерхностном упроч­ненном слое происходило образование хрупких межзеренных трещин по поверхности кон­такта, развитие которых на всю глубину слоя стало причиной уменьшения прочности и несущей способности зубьев шестерни. Взаимодействие возникших трещин с продольными микротрещинами, зародившимися на дефектах некачественной механической обработки шестерни, привело к формированию очагов усталостных трещин, развитие которых вы­звало окончательное разрушение нескольких зубьев.