ML19210A814: Difference between revisions

From kanterella
Jump to navigation Jump to search
(Created page by program invented by StriderTol)
(Created page by program invented by StriderTol)
Line 17: Line 17:


=Text=
=Text=
{{#Wiki_filter:I etesearch ar.d Develop nent 0: vision N        4E                            ANnce Researen Center Athance. ohio 24601
{{#Wiki_filter:I etesearch ar.d Develop nent 0: vision N        4E                            ANnce Researen Center Athance. ohio 24601 K. E. MOORE - TECHNICAL STAFF, NPGD, LYMCHBURG R oa  L. W. SARVER/J. S. ROVDER - METALLURGY SECTI0k, ARC                                                            .c. o. . s. .
.--
file h-Cust' METROPOLITAN EDISON                                                                          or Ref. LR:77:5276-01:2 Subj. FINAL REPO.1T Ofl EXA'UNATION OF CR-3                                                        Data SEPTET'BER 24' 1977 DECAY HEAT FIIMP SHAFT
K. E. MOORE - TECHNICAL STAFF, NPGD, LYMCHBURG R oa  L. W. SARVER/J. S. ROVDER - METALLURGY SECTI0k, ARC                                                            .c. o. . s. .
file h-Cust' METROPOLITAN EDISON                                                                          or Ref. LR:77:5276-01:2
                                                                                                                                    .
Subj. FINAL REPO.1T Ofl EXA'UNATION OF CR-3                                                        Data SEPTET'BER 24' 1977 DECAY HEAT FIIMP SHAFT
                                                                                                                                   =
                                                                                                                                   =
This 'ette' tr. Cover 09e Cuttomer and one swegect oney INTROCdJCTION This report describes the metallurgical evaluation and failure analysis of a broken CR-3 decay heat pump shaft. This failure occurred last year at the Crystal River N.S.S. facility of the Florida Power Corporation. The decay heat pump shaft was fabricated t:y the Worthington Pump Corp. from 17-4 Ri stainless steel.
This 'ette' tr. Cover 09e Cuttomer and one swegect oney INTROCdJCTION This report describes the metallurgical evaluation and failure analysis of a broken CR-3 decay heat pump shaft. This failure occurred last year at the Crystal River N.S.S. facility of the Florida Power Corporation. The decay heat pump shaft was fabricated t:y the Worthington Pump Corp. from 17-4 Ri stainless steel.
Line 30: Line 26:
C  I$r3 P.S. Ayres - ARC R.U. Claser DC E.L. Locan - NPGD G. Musat - ABC H.S. Swenson - ARC Library (3) - AP.C
C  I$r3 P.S. Ayres - ARC R.U. Claser DC E.L. Locan - NPGD G. Musat - ABC H.S. Swenson - ARC Library (3) - AP.C
                                                                                                             }et)
                                                                                                             }et)
Du
Du D.F. Levstek - iZD                    J.D. Phinney - ilPGD              Matallurgy File 7 910310 70bd
                                                                                                                      '
D.F. Levstek - iZD                    J.D. Phinney - ilPGD              Matallurgy File 7 910310 70bd


.
          .                                                                                .
  .
                  .
                              .
Babcock &Wilcox                                                                            '
Babcock &Wilcox                                                                            '
LR:77:5276-01:2                September 24. 1977 Page 2 that this failure would not have occurred if a filleted keyway design had been
LR:77:5276-01:2                September 24. 1977 Page 2 that this failure would not have occurred if a filleted keyway design had been
             ' used and if the shaft had been properly heat-treated.
             ' used and if the shaft had been properly heat-treated.
                                                                                            .
RES'LLTS MATERIAL CHARACTERISTICS ASTM A564 Chemical Composition                                        Grade 630  -
                                              .
                                                                                                      '
RES'LLTS MATERIAL CHARACTERISTICS
    .
ASTM A564 Chemical Composition                                        Grade 630  -
Chemistry Emission                                                          Specified Spectrographic          Wet-Chemical                              for 17-4 PH Chemical Analysis        Analysis of        Certification Chemical Analysis      Stainless Steel of Failed Shaft        Failed Shaft                                    Wt. %
Chemistry Emission                                                          Specified Spectrographic          Wet-Chemical                              for 17-4 PH Chemical Analysis        Analysis of        Certification Chemical Analysis      Stainless Steel of Failed Shaft        Failed Shaft                                    Wt. %
Wt. %              Wt. %
Wt. %              Wt. %
Line 57: Line 41:
                                                         .67              .60                  1.0 Max Si                    .65 15.8              15.90                  15.5-17.5 Cr              15.8 4.6                  4.5              4.36                    3.0- 5.0 Ni s
                                                         .67              .60                  1.0 Max Si                    .65 15.8              15.90                  15.5-17.5 Cr              15.8 4.6                  4.5              4.36                    3.0- 5.0 Ni s
Mo                    .11 Cu                  3.6 V                      .02 Al                  <.01 Ti                  <.01 to                    .05 Cb                    .29 l .40                                  {
Mo                    .11 Cu                  3.6 V                      .02 Al                  <.01 Ti                  <.01 to                    .05 Cb                    .29 l .40                                  {
,
Ta                    .01              )
Ta                    .01              )
15 0 9  l i b ) 0.15-0.
15 0 9  l i b ) 0.15-0.
.
I
I
* r. .J (!' e s
* r. .J (!' e s
* b *)
* b *)
s
s c abcock            &Wilcox LR:77:5276-01 :2                September 24, 1977 Page 3 TENSILE TEST DATA 0.2% Yield      % Elongation  *; Reduction Ultimate Tensile Stress (osi)      Stress (psi)    (0.8 inches)      of Area Shaft Specimens With Fracture Plane Perpendicular                                                                        54.6 161,000          160,000          15.0 of Shaft Axis                  1 (Longitudinal)                2    161,000          160,000          13.8          52.7 Shaft Specimens Wich Fracture Plane Parallel                    1    158,000          153,000            7.5          14.7 to Shaft Axis                                        154,000            7.5          14.7 (Transverse)                  2. 157,000 Typical H-1150 Properties 147,000          139,000          20            63 Longitudinal 147,000          136,000            15            44 Transverse Typical H-1025 Properties 163,000          160,000            17            58 Longitudinal 162,000          159,000            13            32 Transverse HARDNESS DATA Schematics shown below illustrate the distribution of hardness values on transverse and longitudinal cross-sections of the shaft and in the corner of the keyway. The transverse cut was located about 1-1/2 to 2-1/2 inches from the seapration towards the thread end of the shaft. The longitudinal cut was taken from a sleeved portion of the shaft.
            '
                            .
.
c abcock            &Wilcox LR:77:5276-01 :2                September 24, 1977 Page 3 TENSILE TEST DATA 0.2% Yield      % Elongation  *; Reduction Ultimate Tensile Stress (osi)      Stress (psi)    (0.8 inches)      of Area Shaft Specimens With Fracture Plane Perpendicular                                                                        54.6 161,000          160,000          15.0 of Shaft Axis                  1 (Longitudinal)                2    161,000          160,000          13.8          52.7 Shaft Specimens Wich Fracture Plane Parallel                    1    158,000          153,000            7.5          14.7 to Shaft Axis                                        154,000            7.5          14.7 (Transverse)                  2. 157,000 Typical H-1150 Properties 147,000          139,000          20            63 Longitudinal 147,000          136,000            15            44 Transverse Typical H-1025 Properties 163,000          160,000            17            58 Longitudinal 162,000          159,000            13            32 Transverse HARDNESS DATA Schematics shown below illustrate the distribution of hardness values on transverse and longitudinal cross-sections of the shaft and in the corner of the keyway. The transverse cut was located about 1-1/2 to 2-1/2 inches from the seapration towards the thread end of the shaft. The longitudinal cut was taken from a sleeved portion of the shaft.
                                                                                             }509    li7
                                                                                             }509    li7


a..,.......,
a..,.......,
s
s CC.JCOCX&'.'.':1COX Page 4                                LR:77:5276-01:2                        September 24, 1977 3 I.C'                            *3'*
    '
33 .                              33 I 33-34.f W 5Y S.f 37 '34 3.i 3Y 34*
            .
s 34 b.+
CC.JCOCX&'.'.':1COX Page 4                                LR:77:5276-01:2                        September 24, 1977 3 I.C'                            *3'*
33 .                              33 I 33-34.f W 5Y S.f 37 '34
                                          -  '    '        '    '      -
3.i 3Y 34*
s 34
                                                .
                                                                                                    ''
b.+
       **    5'                              24 54
       **    5'                              24 54
         .      . 33 3.Y S.V B.V        .5.V          .      S.V 34 24 3.Y 32 3V. 3r
         .      . 33 3.Y S.V B.V        .5.V          .      S.V 34 24 3.Y 32 3V. 3r 14.C w        J 34 3f  '
                                                                          .                  .
14.C
                                                    .
* w        J 34 3f  '
yd SG 37                      N 33.f.
yd SG 37                      N 33.f.
34
34
* A LL H A A,BAJES S V4LO G'i tor A G (d e
* A LL H A A,BAJES S V4LO G'i tor A G (d e
                                                         '35 t.osAren      ll *- 1) ~ f. eon Yaa f en e rv a. G .                              .S4 7"f+ i s a s P A tt r o a ru e-                    *SE
                                                         '35 t.osAren      ll *- 1) ~ f. eon Yaa f en e rv a. G .                              .S4 7"f+ i s a s P A tt r o a ru e-                    *SE SHAPT I= lto M ou ryc                            ' %\
                                                              ,
SHAPT I= lto M ou ryc                            ' %\
Ps.e s s    :,7 g g,g g                          , 3{
Ps.e s s    :,7 g g,g g                          , 3{
* f.orJ GWubN AL.
f.orJ GWubN AL.
35 L 'I
35 L 'I
                                                                                     ) 5!j 3  } l 'd
                                                                                     ) 5!j 3  } l 'd


, ,. . . w
, ,. . . w Schcoch ;Oilcox Page 5                              LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 MICROSTRUCTURE The shaft microstructure consists predominantly of tempered martensite.
,
        ,
Schcoch ;Oilcox Page 5                              LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 MICROSTRUCTURE The shaft microstructure consists predominantly of tempered martensite.
Minor quantities of delta-ferrite and columbium-containing inclusion stringers are also present. Fine particulates of copper are dispersed throughout the microstructure. Prior austenite grain boundaries (sASTM 2-3 grain size)' are delineated by copper particles. Microstructures are illustrated in Figures 1-4.
Minor quantities of delta-ferrite and columbium-containing inclusion stringers are also present. Fine particulates of copper are dispersed throughout the microstructure. Prior austenite grain boundaries (sASTM 2-3 grain size)' are delineated by copper particles. Microstructures are illustrated in Figures 1-4.
FAILURE CHARACTERISTICS Cracking occurred at and around the location where the shaft fits into the sleeve. The ultimate separation occurred on a crack plane inclined to the shaft axis which grew from a location at the junction of shaft and sleeve. Other cracks traversed nearly the entire cross-section on inclined planes to the axis (in opposed senses) bud did not completely sever. Examples are shown in Fgiures 5-10.
FAILURE CHARACTERISTICS Cracking occurred at and around the location where the shaft fits into the sleeve. The ultimate separation occurred on a crack plane inclined to the shaft axis which grew from a location at the junction of shaft and sleeve. Other cracks traversed nearly the entire cross-section on inclined planes to the axis (in opposed senses) bud did not completely sever. Examples are shown in Fgiures 5-10.
Line 111: Line 72:
The shaft was systematically forced to fracture through the cross-section along the existing nearly-through-shaft crack planes. Thus, major cracks associated with the extremities of the longitudinal crack were exposed. Further the stub of the shaft within the sleeve was removed for excmination. These pieces are illustrated in Figure 12.
The shaft was systematically forced to fracture through the cross-section along the existing nearly-through-shaft crack planes. Thus, major cracks associated with the extremities of the longitudinal crack were exposed. Further the stub of the shaft within the sleeve was removed for excmination. These pieces are illustrated in Figure 12.
A rough fracture surface area was noted beside the keyway on the shaft section removed frca the sleeve (arrow on Figure 12). A continuation of tnv fracture area was found after forcing the adi 2nt cracked area to complete separation . This is illustrated in Figures 13-15.
A rough fracture surface area was noted beside the keyway on the shaft section removed frca the sleeve (arrow on Figure 12). A continuation of tnv fracture area was found after forcing the adi 2nt cracked area to complete separation . This is illustrated in Figures 13-15.
                                                                         } sal !lY
                                                                         } sal !lY g
                                                                                    ..
g


ca.......,
ca.......,
'
        .
Bibcock&Wi'cox Page 6                              LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 The fully exposed rough fracture surface area is seen to be derived from the longitudinal crack in the corner of the keyway. The plane of the rough fracture is parallel to and effectively an extension of the plane of the bottom of the keyway.
Bibcock&Wi'cox Page 6                              LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 The fully exposed rough fracture surface area is seen to be derived from the longitudinal crack in the corner of the keyway. The plane of the rough fracture is parallel to and effectively an extension of the plane of the bottom of the keyway.
Several discrete fracture propagation systems were seen to extend from the extremities of the rough fracture area. These are all typified by smoother surfaces, by radial patterns and some " beach" markings. Arrows on Figures 9 and 15 show propagation patterns emanating from the keyway corner at the extremity of the rough fracture area on two of the major crack planes.
Several discrete fracture propagation systems were seen to extend from the extremities of the rough fracture area. These are all typified by smoother surfaces, by radial patterns and some " beach" markings. Arrows on Figures 9 and 15 show propagation patterns emanating from the keyway corner at the extremity of the rough fracture area on two of the major crack planes.
Line 128: Line 85:
Sample bars were notched and hamer impacted at ambient temperatures to produce examples of high strain rate overload fractures. Fractogrghic cxam-ination showed that the surfaces generated viere micro-dimpled (illuurated in Jr      7 i .; V / 1l *L Un
Sample bars were notched and hamer impacted at ambient temperatures to produce examples of high strain rate overload fractures. Fractogrghic cxam-ination showed that the surfaces generated viere micro-dimpled (illuurated in Jr      7 i .; V / 1l *L Un


                                                                                      ,
            "
Babcock & Wilcox Page 7                            LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 Figures 26 and 27); thus the material appeared relatively tough.
Babcock & Wilcox Page 7                            LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 Figures 26 and 27); thus the material appeared relatively tough.
METALL0 GRAPHY Metallographic analysis showed that crack propagation was essentially transgranular with respect to both prior austenite and martensite grains.
METALL0 GRAPHY Metallographic analysis showed that crack propagation was essentially transgranular with respect to both prior austenite and martensite grains.
Line 136: Line 91:
points are illustrated in Figure 28.
points are illustrated in Figure 28.
DISCUSSION PRIOR HISTORY It has been found that Worthington does not have heat treat recorder charts to prove that the 17-4 PH material was heat treated to the desired H-il50 condition, prior to machining in their shops. Worthington has advised that their normal fabrication process ms to 1) rough machine (including keyway), 2) heat treat, 3) final machine. Worthington records of material certifications and heat treat charts dated prior to 1971 have been discarded.
DISCUSSION PRIOR HISTORY It has been found that Worthington does not have heat treat recorder charts to prove that the 17-4 PH material was heat treated to the desired H-il50 condition, prior to machining in their shops. Worthington has advised that their normal fabrication process ms to 1) rough machine (including keyway), 2) heat treat, 3) final machine. Worthington records of material certifications and heat treat charts dated prior to 1971 have been discarded.
'
B&W did not, at the time of the order, invoke any special NDE or QA requirements on the shafts for the# Decay Heat Pumps.
B&W did not, at the time of the order, invoke any special NDE or QA
                                          '
requirements on the shafts for the# Decay Heat Pumps.
Material certifications have been located in B&W records. These show that material was supplied to Worthington fron U. S. Steel Supply. The certification covers two pieces of 17-4 PH stainless steel in heat treat condition "A".
Material certifications have been located in B&W records. These show that material was supplied to Worthington fron U. S. Steel Supply. The certification covers two pieces of 17-4 PH stainless steel in heat treat condition "A".
Worthington ordered material as ASTM A564 Grade 630-Condition A-hot rolled.
Worthington ordered material as ASTM A564 Grade 630-Condition A-hot rolled.
Line 145: Line 97:
Tensile Properties Tensile test data show that the alloy does not conform to typical H-ll50 heat treatment properties for 17-4 PH steel. Yield stress values were 13 to 15% higher than expected and ultimate tensile stress 7 to 9% higher. Ductility
Tensile Properties Tensile test data show that the alloy does not conform to typical H-ll50 heat treatment properties for 17-4 PH steel. Yield stress values were 13 to 15% higher than expected and ultimate tensile stress 7 to 9% higher. Ductility
                                                                             )UO]
                                                                             )UO]
                        .


.
     ,.,e, n'hcoch & Wilccx LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 Page 8 values were correspondingly lowered 25% and 14% for % elongation and % reduction of area in longitudinal tests, versus 47% and 66% respectively in transverse tests. Such anisotropy in ductility values is characteristic of the slightly tempered grades of 17-4 PH steel, but not H-1150.
     ,.,e,
  -
            .
n'hcoch & Wilccx LR:77:5276-01:2                September 24, 1977 Page 8 values were correspondingly lowered 25% and 14% for % elongation and % reduction of area in longitudinal tests, versus 47% and 66% respectively in transverse tests. Such anisotropy in ductility values is characteristic of the slightly tempered grades of 17-4 PH steel, but not H-1150.
Hardness Properties Rockwell hardness values also indicate that the shaft has somewhat higher strength properties than are typical for the H-ll50 treatment for 17-4 PH steel, i.e., R values c
Hardness Properties Rockwell hardness values also indicate that the shaft has somewhat higher strength properties than are typical for the H-ll50 treatment for 17-4 PH steel, i.e., R values c
as high as 35 versus 33 for H-1150.
as high as 35 versus 33 for H-1150.
Line 166: Line 113:
(" cleaved") micro-topology which is characteristic of fatigue propagation for many materials in the realm of icw stress intensity range associated with crack propagation rates less than 10-6 inches per cycle.
(" cleaved") micro-topology which is characteristic of fatigue propagation for many materials in the realm of icw stress intensity range associated with crack propagation rates less than 10-6 inches per cycle.
After the initial crack extended about 1/2 to 3/4-inch, it appears that a critical size was reached, after which the fatigue process assumed somewhat different, more classical (beach marked), fatigue character.
After the initial crack extended about 1/2 to 3/4-inch, it appears that a critical size was reached, after which the fatigue process assumed somewhat different, more classical (beach marked), fatigue character.
.
Some bands of intergranular fracture mixed with transgranular fracture were observed. This suggests possible grain boundary weakness in the material or some environmental effect on propagation. Either phenomenon would seem to be incidental and not significant to the failure process.
Some bands of intergranular fracture mixed with transgranular fracture were observed. This suggests possible grain boundary weakness in the material or some environmental effect on propagation. Either phenomenon would seem to be incidental and not significant to the failure process.
FAILiJRE CAUSES The inclination of crack planes to the shaft axis suggests that maximum tensile stresses in torsional loading are associated _with the failure and crack propagation.
FAILiJRE CAUSES The inclination of crack planes to the shaft axis suggests that maximum tensile stresses in torsional loading are associated _with the failure and crack propagation.
Line 174: Line 120:
                                                                       -    -  q7 G]    b
                                                                       -    -  q7 G]    b


LR:77:5276-01:2                  september 24, 1977 Page 20 stress arcurd 80 ksi (for H-900 at 82 ksi, the life is 41 x 10 6 cycles). Eased en tensile and metallophy data, the actual heat treatment of the sh2ft appears
LR:77:5276-01:2                  september 24, 1977 Page 20 stress arcurd 80 ksi (for H-900 at 82 ksi, the life is 41 x 10 6 cycles). Eased en tensile and metallophy data, the actual heat treatment of the sh2ft appears to place it somewhere between the H-900 and H-1150 cerxiitiens. Tne lesser tempered conditicns exhibit reduced fatigae life.
                      '
to place it somewhere between the H-900 and H-1150 cerxiitiens. Tne lesser tempered conditicns exhibit reduced fatigae life.
Design of the keyway appears to lie at the rect of the proble::. F16ure 29 mnstrates the total lack of fillet in the keyway corner profile.
Design of the keyway appears to lie at the rect of the proble::. F16ure 29 mnstrates the total lack of fillet in the keyway corner profile.
     -Based on our examination, the questionable heat treatment and the non-filleted            .
     -Based on our examination, the questionable heat treatment and the non-filleted            .
Line 182: Line 126:
keyway are the metallurgical factors that led to the failure of the Crystal River III.    -
keyway are the metallurgical factors that led to the failure of the Crystal River III.    -
Decay Heat Pump Shaft.
Decay Heat Pump Shaft.
                                                              -
                                               //1 r.yyag/u L. W. Sarver uha 0        a
          -                                                      - - . _ _ _ _
                                    ..                    -
                                                                                        .
                                               //1
* r.yyag/u L. W. Sarver uha 0        a
                                               /
                                               /
                                                   /
                                                   /
Line 193: Line 132:
wp
wp
                               ;
                               ;
J. S. Rovder
J. S. Rovder D *
                              !
D *
* lD *D T T              /0
* lD *D T T              /0
  -
                                                       .Me                  21 X I  b r      n  1 ^ f.
                                                       .Me                  21 X I  b
                                                      .
r      n  1 ^ f.
          -
                                                                     }Lv / -
                                                                     }Lv / -
1 t_ r
1 t_ r
                                                                        .      .


h,                                                2!.T -                                                  *-
h,                                                2!.T -                                                  *-
Line 210: Line 142:
                                                         +l?L'?..n?W5:'                                                0%.T~'  k.&. T!-
                                                         +l?L'?..n?W5:'                                                0%.T~'  k.&. T!-
                                                                                                                       % 3 --s -',.?.y                  ~ {WE              ~;a
                                                                                                                       % 3 --s -',.?.y                  ~ {WE              ~;a
                                                                                                                                                                                    '
.1G,.G:;:'"
.1G,.G:;:'"
: m. . - u ,
: m. . - u ,
                    .                          .,
                                                               . .v.i.1                  r1        <                                    -                    w s          . m CM                                =YFy.N n@h                                        WMG M;J                            A ' WM.:                  . ..' TW -
                                                               . .v.i.1                  r1        <                                    -                    w
                                                                                                                                                                                            .-
s          . m CM                                =YFy.N n@h                                        WMG M;J                            A ' WM.:                  . ..' TW -
                                                                                                                                                                        .
%
r.%s-o _j                                      .
r.%s-o _j                                      .
c-n                            3r<          .
c-n                            3r<          .
3
3 e
                                                                                                                          -
_
e
_
capr              ge
capr              ge
                                                                                                                                                                   .s  F.  . +a.          a :.. m      .': 'M    v
                                                                                                                                                                   .s  F.  . +a.          a :.. m      .': 'M    v
Line 231: Line 153:
i                                            *?                                                        .e        .'..                    .uY
i                                            *?                                                        .e        .'..                    .uY
'h..g,k~ oc.                  w
'h..g,k~ oc.                  w
                                    ..
                                         -                            a,                                                                                -w" ,aS E. $'?
                                         -                            a,                                                                                -w" ,aS E. $'?
                                                                                                                                                            -
: s. aEpl,?.*"'kk
: s. aEpl,?.*"'kk
                                                                                                                                                                                                      >
.
             .g
             .g
_
_;__
_;__
                                                                                          ..
                                                                                                      ,
q.,,._  .                    ,                                    .-      . ,p,
q.,,._  .                    ,                                    .-      . ,p,
                                                                                                                                                                                                                   =.&.
                                                                                                                                                                                                                   =.&.
                                                                                                                                                                                                                .:
             <.                                                                    w 3 *tc..-5 5
             <.                                                                    w
                                                                                                                                                      -
                                                                                                                                                                          - . . .
3 *tc..-5 5
                                                                         &* ~.'    ~ *-p e          ;r.
                                                                         &* ~.'    ~ *-p e          ;r.
  ,: ' ' '                                                ,
                            ''
W ;.:                                                                                                        '
W ;.:                                                                                                        '
                                                                                                                                                          .
                                                                                                                                                                                      ,
j.*          . , ,1
j.*          . , ,1
                                               - .-..~e k ,. " .                                                        <          w s.m.s.-                      P.,        8-u,-<
                                               - .-..~e k ,. " .                                                        <          w s.m.s.-                      P.,        8-u,-<
Line 261: Line 168:
                                   ?
                                   ?
c.
c.
                                                                        -    .
                                                                                        . : : -
                                                                                             . . n.>                                  .cw
                                                                                             . . n.>                                  .cw
                                                                                                                                                              .
                                                                                                                                                             . . -                            ..~~i>.-    e--
                                                                                                                                                             . . -                            ..~~i>.-    e--
hp? ,                gk?
hp? ,                gk?
l                                  .
l                                  .
l''  $f                            .        J            N                  .e
l''  $f                            .        J            N                  .e
                                                                                                                                                            ''
                                                                                                                                                            ''        "
                                                                                                                                                                           '~
                                                                                                                                                                           '~
                                                                                                                                                                            '
                                                                                                                                                                                 ,+?y . >E.- hb '' h
                                                                                                                                                                                 ,+?y . >E.- hb '' h
  $7      g R[it FCr.
  $7      g R[it FCr.
                                          ,-                                            %
                                                                                                                     \ i@!%$P78~tff$3ilr$NN yyy                        \ /                - -# -                  % ~
                                                                                                                     \ i@!%$P78~tff$3ilr$NN
                                  -
yyy                        \ /                - -# -                  % ~
                                                                                                                                                                                  -              %<
                                                                                                                                                                                                     ,Il _
                                                                                                                                                                                                     ,Il _
: 6. " -
: 6. " -
Line 286: Line 183:
s M?h"~[Yr~p,py..
s M?h"~[Yr~p,py..
                                                                                                                                                                         -                    I                NS WW'',
                                                                                                                                                                         -                    I                NS WW'',
                            ,
   ,      s...M                      R                              e            \
   ,      s...M                      R                              e            \
                                                                                                                                                                      **'          '
                                                                                                                                                                                                                ,&
I4_n 5 %. C_
I4_n 5 %. C_
                                                                 '*v'E                    _                          @$i M M                                        FM...
                                                                 '*v'E                    _                          @$i M M                                        FM...
                                                                                                                                                                       #                                ,E 100X                                                                                                            500X
                                                                                                                                                                       #                                ,E 100X                                                                                                            500X
                                          $
                                       /". ,                                        .
                                       /". ,                                        .
_ - .
    ,
lJ D * * 'D                        T'Pll3Af
lJ D * * 'D                        T'Pll3Af
    $    -
_a o            J          $$$hud e .gg                                                    __
_a o            J          $$$hud
                              ,-
                .,                                                            _                            ,
e .gg                                                    __
             -e                                                                                                                                                                                  ,
             -e                                                                                                                                                                                  ,
i
i
Line 308: Line 195:
     -[m,3            - .              -
     -[m,3            - .              -
         '.                ._.V.
         '.                ._.V.
          -
a,
a,
* Figure 1. Photomic~agraphs
* Figure 1. Photomic~agraphs showing the microstructure v'-                                                                                                            in a transverse section near
    ''
                                                                                                              '
showing the microstructure v'-                                                                                                            in a transverse section near
                                                                                       ^
                                                                                       ^
                                  .
                 -                                                                                                                                the shaft center.
                 -                                                                                                                                the shaft center.
                                                    .
                                                                                                            '
_
HQ - Piuie. Aaa ecL .
HQ - Piuie. Aaa ecL .
w,
w, gm          a            R - _ .                                ~              --
                                ,
1100X 9          I g
gm          a            R - _ .                                ~              --
1100X
                                                                                                                                                                                        ,
                                                                                                                                                                                              - < -
9          I g
  - - - . . _.                          _ ---.                            _--                      __          _ - . . . . - . . . - - . -        - . - -                . - . - - . - - - - -          -


yf/                  . 6,. H9jaE
yf/                  . 6,. H9jaE
                                                                                                                                                                                      '
                                                                                                                                                                                                                                     ?M f W@:Ff''                                              "49                            : --                                              4 ror x
                                                                                                                                                                                                                                     ?M f W@:Ff''                                              "49                            : --                                              4 ror x
TW-            TN4KW21                                                  yd'csM9;#
TW-            TN4KW21                                                  yd'csM9;#
t                          %            h . % :::t            ft'Wl'4 4n
t                          %            h . % :::t            ft'Wl'4 4n
   ;Va              '. vid; 9f;e.i;;&@tj$c                                                      a::..fMiQw
   ;Va              '. vid; 9f;e.i;;&@tj$c                                                      a::..fMiQw x f m & e a,
.                                                                                                                                                                              .            .
x f m & e a,
* N bir8y k''NTE                                    j&%y                                                                                                                      k      N s
* N bir8y k''NTE                                    j&%y                                                                                                                      k      N s
  .
          .
                          &
             ; % cij e d.:V Y -# mwam m                            r-m                                                          M,                (M'?y
             ; % cij e d.:V Y -# mwam m                            r-m                                                          M,                (M'?y
                                                                                                                                                   -d
                                                                                                                                                   -d
Line 348: Line 215:
                                                                                                                                                                                                               ~rgy;=;;;$'1.
                                                                                                                                                                                                               ~rgy;=;;;$'1.
                                                                                                                                                                                                             ...r      M h*5 M p [D%:          w d{# 9 u;t-l.%.N5%:                    %*$i%$Q95{-M                                                                                                  N        +Ik$f UM4LM.$<A    w              '/      .s,:.                h      v    ,  R      &
                                                                                                                                                                                                             ...r      M h*5 M p [D%:          w d{# 9 u;t-l.%.N5%:                    %*$i%$Q95{-M                                                                                                  N        +Ik$f UM4LM.$<A    w              '/      .s,:.                h      v    ,  R      &
                                                                                                            ' ' '
5                                                                                                                          b                  i dy.r-!                                                          sh st.a :. Mfyy&W' ~ ~ ^ .x.=9.%%ir?(C2                                                                                                                                        stOp:
5                                                                                                                          b                  i dy.r-!                                                          sh
                                                                                                                                                                                                                          -
st.a :. Mfyy&W' ~ ~ ^ .x.=9.%%ir?(C2                                                                                                                                        stOp:
      -
         -cun. m                                                        . par; w q                                                                  nsw.n 49m k ekJ
         -cun. m                                                        . par; w q                                                                  nsw.n 49m k ekJ
                                                                                                                                                                                    -
                                                                                                                                                                                   *a..m. y      a Mny .          t% *.t-te";,a.t4.we 2.see    >..^
                                                                                                                                                                                   *a..m. y      a Mny .          t% *.t-te";,a.t4.we 2.see    >..^
k W .-1'. % 'f: & t XN~ ~W yyy,\ Luc                      .                  ='                                                                '
k W .-1'. % 'f: & t XN~ ~W yyy,\ Luc                      .                  ='                                                                '
                                                                                                                                                                                              .
                                                                                                                                                                                                                    '
Cf                                                          Q&x,. l                                            3.]'''@.4          %        . , . .            krs      .,.
Cf                                                          Q&x,. l                                            3.]'''@.4          %        . , . .            krs      .,.
                                                                                                                                                                                                                           'Q
                                                                                                                                                                                                                           'Q
Line 366: Line 226:
m.y;.
m.y;.
                                                                         .%.r.4'9:.w                                  % w. w 4.w                  %.
                                                                         .%.r.4'9:.w                                  % w. w 4.w                  %.
                                                                                                                                                                                                 -~.      N    .&  . g:-kl'ZO)
                                                                                                                                                                                                 -~.      N    .&  . g:-kl'ZO) y, it s
                                                                                                                                                                                                                                  .
                                                                                                                                                   %u 3.,q
y, it s
   ;c%%'%'C:4                          y,,tv -M*G%                                    ~ ~ WiWL' k
                                                                                                                                                   %u
                                                                                                                        ..
3.,q
                                                              .
                                  .
   ;c%%'%'C:4                          y,,tv -M*G%                                    ~ ~ WiWL'
                                                                                                                      .
                                                                                                                                                            .          - . . . .
k
                                                                                                                                                                                                                            .
     ' ?DN?,%                    5 yiG.e              YXRty.f~
     ' ?DN?,%                    5 yiG.e              YXRty.f~
39% W s- M'Q...                                                                    Gk','''_. %% ftY$g.
39% W s- M'Q...                                                                    Gk','''_. %% ftY$g.
                                                                                                                                                   %                                                    :;p '>WPW.'8)
                                                                                                                                                   %                                                    :;p '>WPW.'8)
:,      N w35.fqp        .:.7
:,      N w35.fqp        .:.7 Q g' u@                                  ,
                            -
Q g' u@                                  ,
                                                                                                                                                   ;, -
                                                                                                                                                   ;, -
                                                                                                                                                              -
                                                                                                                                                                                                        .
c.4W. ps
c.4W. ps
                                                                                                                                                                                                                               ~ e w%.,;>.W.x a
                                                                                                                                                                                                                               ~ e w%.,;>.W.x a
    -
                                                                                                                                                   >* D:.-~                  .-        .
                                                                                                                                                   >* D:.-~                  .-        .
     - . . t.w.                    ..            .-
     - . . t.w.                    ..            .-
                                                               .v                          ..                            ,e                      .s .          -
                                                               .v                          ..                            ,e                      .s .          -
                                                                                                                                                                               . ~
                                                                                                                                                                               . ~
W
W kW...G.%. t.s. - ~.s +-*T,>~~                                                                              . .:. . ,.h.:..%.t
                                                                                                                                                                                                                    ,.
kW...G.%. t.s. - ~.s +-*T,>~~                                                                              . .:. . ,.h.:..%.t
                                                                                                                                                   %;g.'3Th%.
                                                                                                                                                   %;g.'3Th%.
                                                                                                                                                                                            "
                                                                                                                                                                                       '.ii.4[OXNi      WW/?ff'L                    .'!V,    A.0
                                                                                                                                                                                       '.ii.4[OXNi      WW/?ff'L                    .'!V,    A.0
     'N.C
     'N.C
       %id.cQn,m.n          & W lM..NEr;s'kh                ::& '~ &b.'et            ~        ''.e.N-&M                w;      N    &          &@
       %id.cQn,m.n          & W lM..NEr;s'kh                ::& '~ &b.'et            ~        ''.e.N-&M                w;      N    &          &@
w
w
                                                                                                                                                                                                                           &a      b-e*+~        r
                                                                                                                                                                                                                           &a      b-e*+~        r m ,.
                                                                                                                                                                                                              '
m ,.
s
s
     .C:aa;.,j!L:,%.%cc,.3..g~.,
     .C:aa;.,j!L:,%.%cc,.3..g~.,
_
                                                                           . 7,.
                                                                           . 7,.
Np                          g                                  % p+. es.
Np                          g                                  % p+. es.
                                                                                                                                                  <    >
                                                                                                                                                                          .
                                                                                                                                                                         . '              W+            ~.
                                                                                                                                                                         . '              W+            ~.
                                                                                                                                                                                                         .-                    m      'p w
                                                                                                                                                                                                         .-                    m      'p w
                                                                                                                                                                                                                                             .c W r".: wr .%.4 Nw    4.-
                                                                                                                                                                                                                                             .c W r".: wr .%.4 Nw    4.-
VA-4 g.
VA-4 g.
                 .t'5Ts'8:NWtf$2
                 .t'5Ts'8:NWtf$2 3-?'ish"bej
                                                            .
3-?'ish"bej
                                                                                                 ,                +.
                                                                                                 ,                +.
ih
ih 7!'i:- .#[.                          ' ..f.' :'J
                                                                                                                                  ,
7!'i:- .#[.                          ' ..f.' :'J
                                                                              ''                          '
                                                                                                                                   =              4Q3,fs'                        *$2 @f.fp.U'>TC.pl
                                                                                                                                   =              4Q3,fs'                        *$2 @f.fp.U'>TC.pl
                                                                                                                                                                                    ''
                                                                                                                                                                                                                     .,py
                                                                                                                                                                                                                     .,py
       !ify%.''&A rTC                    ?              ,
       !ify%.''&A rTC                    ?              ,
f'      .s                    .    -                              .
f'      .s                    .    -                              .
                                                                                                                                    '
W.SJW-                        '      ~.,.--
W.SJW-                        '      ~.,.--
                                                                                                                                                                                                          .
                                                                                                                                                                                                               -    j.    ?! &g .,gy    M ENbN$b
                                                                                                                                                                                                               -    j.    ?! &g .,gy    M ENbN$b
                                                                                                                                                                                             ~~
                                                                                                                                                                                             ~~
Line 445: Line 274:
                                                                                                                                                             $?C%          us          . , .        -~t n ..,. 7 .St.                          ~ w;s w -                                                                  ~                      r.m.                A.m..      -
                                                                                                                                                             $?C%          us          . , .        -~t n ..,. 7 .St.                          ~ w;s w -                                                                  ~                      r.m.                A.m..      -
2
2
                                                                                                                                                                                                           -. p % . v e'-s- w J w b' vw
                                                                                                                                                                                                           -. p % . v e'-s- w J w b' vw i.g';f
                                                                                                                                                                                                            . . .
                                                                                  &
i.g';f
         ? 'Atth.;E'%. W 9 CSk &                                                      m mAu:vlwe-M&R=    -
         ? 'Atth.;E'%. W 9 CSk &                                                      m mAu:vlwe-M&R=    -
                                                                                                                                 -                !?On 4 me- ghQ,$. W6.~SW?*
                                                                                                                                 -                !?On 4 me- ghQ,$. W6.~SW?*
                                                                                                                                                                         .- -            e..t.sY''OMK&%                  _rc w wa 100X                                                                                                              500X
                                                                                                                                                                         .- -            e..t.sY''OMK&%                  _rc w wa 100X                                                                                                              500X
                                                                                                       ~
                                                                                                       ~
        '
         ' .P''
         ' .P''
        ..
                   . . lSn.v.s"w.Sn"iltf.n'O.W                                                      a,y~m. . y~n~n a g ' .h. . .-t*      . t u y J
                   . . lSn.v.s"w.Sn"iltf.n'O.W                                                      a,y~m. . y~n~n
* a g ' .h. . .-t*      . t u y J
* p. =m
* p. =m
          -
                                                           * . '.e-*Wg. e . * < ^                                                    **
                                                           * . '.e-*Wg. e . * < ^                                                    **
                                                 ,                e ?.t r . U '* i
                                                 ,                e ?.t r . U '* i
* L.e * .
* L.e * .
5* &[ % k;;. N. p:X f..'' i h                                                        ,
5* &[ % k;;. N. p:X f..'' i h                                                        ,
                                                                                                                    '
                                                                                                                    ,
                                                                                                                                                 ~
                                                                                                                                                 ~
                                                                                                                                                                                                                                     %0 N,$b f N                                                          h-                                                    'N                                                            p9                        lt.        'b
                                                                                                                                                                                                                                     %0 N,$b f N                                                          h-                                                    'N                                                            p9                        lt.        'b
                          -
         ;%a,494#N'a*~k-m...Es M.                                                                -. .: ~ ,.                            q. m                                                              ogg                          &
         ;%a,494#N'a*~k-m...Es M.                                                                -. .: ~ ,.                            q. m                                                              ogg                          &
ys.e.. : 4-                    %        - ,
ys.e.. : 4-                    %        - ,
* y y-                                a
* y y-                                a
                                                                                                                               ' :s$
                                                                                                                               ' :s$
                                                                                    ,
             .%..                                      d., .                      re.. ..''#
             .%..                                      d., .                      re.. ..''#
           . L p.                  *
           . L p.                  *
                                              .
: g. . ,
: g. . ,
                                                                 . d.                              ,;.*,                          .y
                                                                 . d.                              ,;.*,                          .y n                      *+ .
                                                                            ., ,
                                                                                     . ,.s .-. =*      -                          as m
                                      .'
g* *.
        .
n                      *+ .
                                      .
                                                                                     . ,.s .-. =*      -                          as
                                                                                      -
                        .                                                                                    .. .
m g* *.
* u, ..of.%    e *.                    A -
* u, ..of.%    e *.                    A -
         ."                                                                                ,;                      e
         ."                                                                                ,;                      e
                                                       - s . " ' g.T.                                              4                                                                Ficure 2. Photomi croar3chs
                                                       - s . " ' g.T.                                              4                                                                Ficure 2. Photomi croar3chs showinc the microstructure W.R 7,-/r.,
                                                                  '''''
showinc the microstructure
          -
* W.R
                                        -
                                                                                                                -        -
7,-/r.,
                                                                                                                                                                                                     ~
                                                                                                                                                                                                     ~
U"Mj;UYN!;,,j                                                                                  in a transverse section near
U"Mj;UYN!;,,j                                                                                  in a transverse section near M                >JE ;p.          .w                                                  the shaft CD.
                                                      .
                                                        .
                                                                    - .
M                >JE ;p.          .w                                                  the shaft CD.
                                                                        *                  '
                                                                        ,.,-
                                                                                         ;,
                                                                                         ;,
r
r
                                                                      '                                    "
                                 ,                                                          *44 ,
                                 ,                                                          *44 ,
                                                    -
11COX
11COX
                                                                                                                                                                                                                                   -  J
                                                                                                                                                                                                                                   -  J
                                                                                                                                                                                                                        '
                                                                                                                                                                                                          ,
                                                                                                                                                                                                                                              .
                                                                                                                                                                   ~
                                                                                                                                                                   ~
                       ....''~.                  . . _ - . - . . . . . - . -                                                          . . . . .      .
                       ....''~.                  . . _ - . - . . . . . - . -                                                          . . . . .      .
X
X


_
                -
                                      #
1
1
                                                                                                                     ~
                                                                                                                     ~
19      d' 4
19      d' 4
[                                                                y                        34                                {-i -e a r N-                  -
[                                                                y                        34                                {-i -e a r N-                  -
                                                                                                                                                                                                    .
{ve + s. %.7,'
{ve + s. %.7,'
i)W..                "fix Gli
i)W..                "fix Gli
                                                                                                                           ^ ~
                                                                                                                           ^ ~
                                                    '
                                                                 ,L gWm9                                          s.              wn}_                              ]          '.                          . tQ  ,c, f,g      g -C                                  . - -p
                                                                 ,L
,
gWm9                                          s.              wn}_                              ]          '.                          . tQ  ,c, f,g      g -C                                  . - -p
                         "                                                                                                                  ,,.+,..
                         "                                                                                                                  ,,.+,..
                                                                                                                                                        -    -
                                                                                                                                                                                         .~
                                                                                                                                                                                         .~
g,q.:: 7                                                                                        ..            ,
g,q.:: 7                                                                                        ..            ,
D                        .d        ' .-.                w                                                    -,,
D                        .d        ' .-.                w                                                    -,,
                                                                                                                        '
                                                                                                                                        -
                                                                                                                                                .,                            .
JB"g w                                    .
JB"g w                                    .
s                                              .
s                                              .
                                                                                                                                .
g t r..                                            .. -
g t r..                                            .. -
                                                                                                                                                                                            .
_
                                                                                                                                   ,            Yf                    '
                                                                                                                                   ,            Yf                    '
"                        '
                                '
                                                                                                                                                  *                                '
                                                                                                                                                             ^.~            yh. e. s. -Q< E%.
                                                                                                                                                             ^.~            yh. e. s. -Q< E%.
              - --
                                             , 77, %.,+
                                             , 77, %.,+
                                             *) .v~
                                             *) .v~
                                                                                                                              -
                     ,                                                                                                                              - ;
                     ,                                                                                                                              - ;
                                                                             ,- .                                          1.
                                                                             ,- .                                          1.
w..p):n    . ., .-. b. ),~
w..p):n    . ., .-. b. ),~
                                --
  .                                                                                                                                                                          .
   .~                                                                                                ,            h    n'        ->                                  ,            M                  -
   .~                                                                                                ,            h    n'        ->                                  ,            M                  -
* WW '
WW '
                                                                                                                                      -
                                                    ..                            ..                  .
                     $--                                  a                          >                                                                                              .u.  -Y m,
                     $--                                  a                          >                                                                                              .u.  -Y m,
   $1%.C,4~  w                                                  e ..
   $1%.C,4~  w                                                  e ..
                                                                                         ;m                      +r-                                        w                          w        .
                                                                                         ;m                      +r-                                        w                          w        .
                                                                                                                                                                                                      ,
                                                                                                                                                                                            < && ,
                                                         ^
                                                         ^
                                              **
: ~ *ch.                            M
: ~ *ch.                            M
                            .                        ,        .                                                                  ..
                                                                               ^
                                                                               ^
                                                                                                                                 '^'
                                                                                                                                 '^'
py
py 5.g+ggkB                                                                                                                                                                              "'QlQ
                                                                                                                                          '
                                                                                                                                                                          "
5.g+ggkB                                                                                                                                                                              "'QlQ
                                                                                                                                    '
                                                                        -
     ~wwn-                              e{W.c                        rW,.          , , ,
     ~wwn-                              e{W.c                        rW,.          , , ,
                                                                                         &,)          L
                                                                                         &,)          L q:          ~:.v-W.?rA*wxw<r kkk                                                                    iI 100X
                                                                                                                  ,
                                                                                                                   .r Fei=R-21* M f20 E'i S S E 500X
q:          ~:.v-W.?rA*wxw<r
_
kkk                                                                    iI 100X
                                                                                                                   .r
                                                                                                                  >
Fei=R-21* M f20 E'i S S E 500X
:$fi
:$fi
     ?f}'GQv*D..?v
     ?f}'GQv*D..?v
Line 599: Line 353:
                                                                                 *J>5:
                                                                                 *J>5:
:    r. '
:    r. '
                                                                                              . .
77~,;g                    , 5% '1.                  0{,,f-r.. - 'd . .;i*eg D
                                                                                                            >
Qh
77~,;g                    , 5% '1.                  0{,,f-r.. - 'd . .;i*eg
                                                              ''
D Qh
     $<' ~                    '?Q% e. ..                                '' L                t k.
     $<' ~                    '?Q% e. ..                                '' L                t k.
                                                                                                  ',.
9                    ,*Q\N
9                    ,*Q\N
     $? .%.        . at- l,, # %.it '.
     $? .%.        . at- l,, # %.it '.
                       -y                                              .
                       -y                                              .
                                                                                             &pg                                              CDQS Q,
                                                                                             &pg                                              CDQS Q,
                      &        "*
                                    .
                                           . .,Q'}if
                                           . .,Q'}if
     .k                    ff            *        '
     .k                    ff            *        '
                                                     'k k                      h .- [ ~ ;:
                                                     'k k                      h .- [ ~ ;:
                                                                              ,
    '
                         ' -+                                              -
                         ' -+                                              -
_3 G 3f , ~~.gglp
_3 G 3f , ~~.gglp
                                                                                              .
                                                            .
                    -
                                                          .
                                                                    -
                                                                                   -c j,                .. g                    ..      .- g,              W.                    ~
                                                                                   -c j,                .. g                    ..      .- g,              W.                    ~
                                                                                                           .5
                                                                                                           .5
    ..
          -
             ..        r~ y)g#4    ,    ~. .g.
             ..        r~ y)g#4    ,    ~. .g.
     <.k.;.".
     <.k.;.".
     .g -~: ,,-
     .g -~: ,,-
                                                             ~
                                                             ~
                      ,.
S      ,                                        c
S      ,                                        c
                               ,/. ,.. .
                               ,/. ,.. .
                                                                                           ~
                                                                                           ~
     $ 9 E''
     $ 9 E''
                                                                                  '
                                                                            -                          -
Figure 3. Photomicrographs f"            2%+      '
Figure 3. Photomicrographs f"            2%+      '
f -A r
f -A r
                                                                                                                                        -
showing the microstructure in a longitudinal section near the shaft center.
showing the microstructure in a longitudinal section
    '
                                    .''                                            .
* near the shaft center.
                                                                  '
                                                                           ,.                              n.
                                                                           ,.                              n.
i
i
    ,
                                                                                      -
                                                                                                   )
                                                                                                   )
1
1
Line 657: Line 386:
n-          ~
n-          ~
w 1100X                                                              _        _          ,
w 1100X                                                              _        _          ,
                                                                                                                                                                                            --
                                                                                                                                                             't L u /                  Il
                                                                                                                                                             't L u /                  Il
                                                                                                                                                                                              ..


                     *hyMhUl-__
                     *hyMhUl-__
_
           'n                                                                                                                            un ;&d w                  h                    p,
  '                                                                                                                                                                                    '
    ,
           'n                                                                                                                            un ;&d
                                                                                                                                                      ,        , , .
                                                                                                                                                                              .
w                  h                    p,
'
                                                                                                     ~-                        -
                                                                                                     ~-                        -
                                                                                                                                                                                                   }&i kugg                    f -:g^ M'\_%
                                                                                                                                                                                                   }&i kugg                    f -:g^ M'\_%
                                                                                                                  .
i '
i '
                                                                                                                                         ? 3                            h              .
                                                                                                                                         ? 3                            h              .
                                                                                                                                                                                                                .
                                                                                                                                                                                                                   '"'.k,, % :h hh r'                                      p                                                                                            ..
                                                                                                                                                                                                                   '"'.k,, % :h hh r'                                      p                                                                                            ..
m 4,+9.&+
m 4,+9.&+
                                                                                                                                                          -
                                                                                                                                                                                                     %'_ n. qc, 'es r                            V _ c $ 2&ty;;G 9 c~% .
                                                                                                                                                                                                     %'_ n. qc, 'es r                            V _ c $ 2&ty;;G 9 c~% .
                                                                                   ..t d g+ . s s
                                                                                   ..t d g+ . s s i                      WG y_              ".&gR%S.tTiWA%
                                                                                    .
sgOxb w
i                      WG y_              ".&gR%S.tTiWA%
w 4C ' .            .?- m
sgOxb
* w
                                                  .,
w
                                                      '
                                                                    . . . ,
4C ' .            .?- m
                                                                                                                                                                 %                        .mt.v.nn%PF4
                                                                                                                                                                 %                        .mt.v.nn%PF4
                                                                                                                                                                                                 .w:M.
                                                                                                                                                                                                 .w:M.
Line 698: Line 408:
                                                                                                                                                                         &y$la( .}".4lk*$$ &.}
                                                                                                                                                                         &y$la( .}".4lk*$$ &.}
     *~
     *~
                                                                                   %                                                                                                                                    .e .% Q p
                                                                                   %                                                                                                                                    .e .% Q p 5
                                                                                              '
5
                                                                                                             . . . .                      .        f>                                      -
                                                                                                             . . . .                      .        f>                                      -
                                         ~~
                                         ~~
Line 706: Line 414:
(
(
b
b
                    *
                     .;;*
                     .;;*
                                   */,
                                   */,
                                                                                 ;
                                                                                 ;
                                                                                   .,,.,e I~-~                        b''"*QV.s.*                      bg . &*y sf.
                                                                                   .,,.,e I~-~                        b''"*QV.s.*                      bg . &*y sf.
h98 Mh[k$,kN[y7.,'G9
h98 Mh[k$,kN[y7.,'G9 e
                        ,
                                                                                                                      '
e
_
h'
h'
: 7. , p                              '
: 7. , p                              '
Line 722: Line 425:
9 0.*rfV $ rh ~&
9 0.*rfV $ rh ~&
o
o
                                                                                                                                                                                                  -
                                                                                                                                                                                                                                   ;4    .
                                                                                                                                                                                                                                   ;4    .
                                                                                                                                                                                                                                         %y
                                                                                                                                                                                                                                         %y cw                                                                      ~
                                                              -
w"                  ,.,; k1 e-W;,,;##  .m+C    >T g. . t%s N%; tid            ..,.,s$_  ( .r'i%u;o-% a.. .,W did'.~ ' '
cw                                                                      ~
w"                  ,.,; k1 e-W;,,;##  .m+C    >T g. . t%s
                                                                                                                                                                        ,.
N%; tid            ..,.,s$_  ( .r'i%u;o-% a.. .,W
                                                                                                                                                                                                                              .
did'.~ ' '
                            *
                                                                                                                                                                                                                             .-        he gp                            t',,3 g., $ @<2
                                                                                                                                                                                                                             .-        he gp                            t',,3 g., $ @<2
                                                                                                                                    ,
                                                                                           "~
                                                                                           "~
                                                                                                                                                                                                                                *
                                                                                                                                              '
:                                                                                                                              -                                                        *      ' -
                                                                                                                                                                            . .          , .                ..
pm                    '
pm                    '
4        .w . ~r ?                              o                                                  -
4        .w . ~r ?                              o                                                  -
                                                                                                                                                                                                                                       .,-, - <4 w                    ,            .
                                                                                                                                                                                                                                       .,-, - <4 w                    ,            .
_-
p e
p
                                                            , , _ _
e
                                                                                  - _
                                                                                          ,
                                                                                                                               .,        x.,
                                                                                                                               .,        x.,
                                                                                                                                             ,.~~,
                                                                                                                                             ,.~~,
P.
P.
f;*,      ..          . :e.
f;*,      ..          . :e.
                                                                                                                                                                                    ..-
                                                                                                                                                                                  . * *.    :
                                                                                                                                                                                                    .
                                                                                                                                                                                                    ,,
                                                                                                                                                                                                      '
s y-                                                                                                                                                                                                                _.
s y-                                                                                                                                                                                                                _.
: h. -
: h. -
                  -_
                                                 --            m                                    ~                                      gv s.y2:~,,
                                                 --            m                                    ~                                      gv s.y2:~,,
l
l
                                                                                                                                                             }:            .
                                                                                                                                                             }:            .
                                                                                                                                                                                .
g4;fj                4
g4;fj                4
                                                                                                                                                                                                         -          v[-e .,
                                                                                                                                                                                                         -          v[-e .,
:r,-s ,. , ' * -
:r,-s ,. , ' * -
                                                                                                                                                                                                                                         ;O
                                                                                                                                                                                                                                         ;O
      ,.
       +
       +
                                                >    '
                                                            . . . . . ,
                                                                                                                                            '-
                                                                                                                                                  ,
                                                                                                                                                        -
                                                                                                                                                                                   , s.;; yrs-    wd.f~.s        'a#P>+ %              +
                                                                                                                                                                                   , s.;; yrs-    wd.f~.s        'a#P>+ %              +
                                                                                                                                                           , w y+us, <.;\w t . # sw (./ s.- *6 w '!e
                                                                                                                                                           , w y+us, <.;\w t . # sw (./ s.- *6 w '!e
                                                                                                                                                      .
                                                                      *
                                                                                                                                           @. . ,;7=.
                                                                                                                                           @. . ,;7=.
                                                                                                                                                    >
dGr.kycej*.8.e%w.ysj w- -w                          .
dGr.kycej*.8.e%w.ysj w- -w                          .
Ta .LLv'x w m,w
Ta .LLv'x w m,w
                                                                                                  -
_ P_ =: .v _        'e e-  %  Mc _ @ ., f N %- , 4-                      -
_ P_ =: .v _        'e e-  %  Mc _ @ ., f N %- , 4-                      -
100X                                                                                                      500X
100X                                                                                                      500X
               -- ~ ,. ,9                          .nr                                                      .p. m.2.~
               -- ~ ,. ,9                          .nr                                                      .p. m.2.~
       . g*      % -4 h;~p                              #r
       . g*      % -4 h;~p                              #r
                                                                                                                                .
       ~r                                                                      ,p:j;g- vs.e t
       ~r                                                                      ,p:j;g- vs.e
                                                          '
                                                            -
t
:W        Vd.                    ~p.".:::%ks/~h.9AA7%F,W.{4 't. (.t ':? ta1    -
:W        Vd.                    ~p.".:::%ks/~h.9AA7%F,W.{4 't. (.t ':? ta1    -
                                                       'y ' . '
                                                       'y ' . '
                                                                                                          .
         .M.        : ..                            .,
         .M.        : ..                            .,
                                                                                         &gl:.T-t-?;n:: ...1 : ? 4' 547
                                                                                         &gl:.T-t-?;n:: ...1 : ? 4' 547 2g&.3.
                                                                                                    '
2g&.3.
           .h = #f' w-              ,.
           .h = #f' w-              ,.
                                          .
                                                .
t~ -
t~ -
w,7,'' 'x'"g' y{*. %'3Tc-: . i- .-Q,f
w,7,'' 'x'"g' y{*. %'3Tc-: . i- .-Q,f
                                                                  '
                                                                                                                    *
         -;
         -;
          '
ft$k.T, 4,.. :.-hh:',. ?'h'] hf                .
ft$k.T, 4,.. :.-hh:',. ?'h'] hf                .
k' T j                                                                                                                                  QQD                    0 h ' ?lh' h - f Jim                                                                                                                                                    -
k' T j                                                                                                                                  QQD                    0 h ' ?lh' h - f Jim                                                                                                                                                    -
h,,                            3*
h,,                            3*
5:ff*~
5:ff*~
                                            ,
                                                     *    ='
                                                     *    ='
                                                                                                             $?$h      "
                                                                                                             $?$h      "
Line 823: Line 478:
b                    -
b                    -
                                                                                           "i 4e. Lid.'        .
                                                                                           "i 4e. Lid.'        .
                                                                                                                          -
                                                                                                                                  .,
                                                                                                                                       .                                  Figure 4. Photomicrographs          .
                                                                                                                                       .                                  Figure 4. Photomicrographs          .
      --
              . . - -
                                                .
                                                                   ..-~'
                                                                   ..-~'
                                                                     .                  .        .' . . . -                gg                                            showing the microstructure 7                                                                                '..'                                                                        in a longitudinal section S'' *% .;:            -
                                                                     .                  .        .' . . . -                gg                                            showing the microstructure 7                                                                                '..'                                                                        in a longitudinal section S'' *% .;:            -
                                                         '1
                                                         '1
                                                        .
                                                                                                -
                                                                                                                   , ii..c -                                              near the shaft 00.
                                                                                                                   , ii..c -                                              near the shaft 00.
fE                                                      .
fE                                                      .
                                                                          -
                                                                                                                   ..ov..q Y'.k h ~ ',*          ..                                                                                      e
                                                                                    .
                                                                                                                   ..ov..q
:'&!                    < .
Y'.k h ~ ',*          ..                                                                                      e
                                                 ;      A              >
                                                 ;      A              >
p.'-                            . V ,. ia.a P;- '.            ,-                    .v                          2
p.'-                            . V ,. ia.a P;- '.            ,-                    .v                          2
                                                                                                              .
                                                                                                                   . .g./;    9
                                                                                                                   . .g./;    9
: x. .            T-            t                                          z:g  k                            .p:A 2nUL - '"
: x. .            T-            t                                          z:g  k                            .p:A 2nUL - '"
Line 851: Line 494:
                                                                                                                                                                                                                       !d
                                                                                                                                                                                                                       !d


                                                                                                                                                                            .
                                            .                    _-          ._                  ...                                                                                                        _
          .
I m u_ n u m . m . ~ ~ . ~ .,'WM aa~                                                                                                                                    %
I m u_ n u m . m . ~ ~ . ~ .,'WM aa~                                                                                                                                    %
                               ~
                               ~
                             . ,w
                             . ,w n-----
                                          .
                                                -
n-----
                                                         ~
                                                         ~
                                                               - -                          -k                              -
                                                               - -                          -k                              -
                                                                                                                                -
                                                                                                                                           ~vma  s
                                                                                                                                           ~vma  s
:                                -
                                                                                                                                                                                         $ h.$g,.e.h
                                                                                                                                                                                         $ h.$g,.e.h
_n-
_n-ws    . .
                                                                                                                                                                                                                .
ws    . .
N                        -% ,dil                                                                                                                y-
N                        -% ,dil                                                                                                                y-
                                                                                                                                                                                               = ,. n
                                                                                                                                                                                               = ,. n
[
[
v                                                                                                                      -
v                                                                                                                      -
                                                                                                      -
_.
                                                  .
                               @                                                                                                                                  - L77    k. .- " ,c':'v- y
                               @                                                                                                                                  - L77    k. .- " ,c':'v- y
   '                                      *. y
   '                                      *. y
Line 883: Line 513:
N-M.MN
N-M.MN
_ = _c  = _ _ ,w m :_
_ = _c  = _ _ ,w m :_
                                                                                                                    ..
mS IS ~_
mS IS ~_
_ . _                isr-pas.g.h    ..m      s
_ . _                isr-pas.g.h    ..m      s g E g:              3,
                                                                                                                                                                                                  -
                                                                                                                                                                   ~ :=2*w=W- .L;',s n                            <          W            "^ Z                        ._- .                                                            __
g E g:              3,
                                                                                                                                                                   ~ :=2*w=W- .L;',s
__
n                            <          W            "^ Z                        ._- .                                                            __
                                                                                                                                                                       ~ . -                  . _ _ _                        .
                                                                                                                                                                       ~ . -                  . _ _ _                        .
x.
x.
                             %-  .I
                             %-  .I
_- M _ , -
_- M _ , -
                                                                                                                                                                                    -
_
                                                                                                                                                                                                                               . art w  j m
                                                                                                                                                                                                                               . art w  j m
                                                                                                                                            .
                                                                                                                                                                                         -w                                            .
                                                                                                                                                                                         -w                                            .
                                                                                                                       .m. 'KS
                                                                                                                       .m. 'KS
                                                                                                                                                                                                                -.
                                                                                                             -                                                                      mm,
                                                                                                             -                                                                      mm,
                                                                                                                     =.a %';;;9.__x.~                                                                                              f'l
                                                                                                                     =.a %';;;9.__x.~                                                                                              f'l
_ - - - -            a._
_ - - - -            a._
                                                                                             'm sw M'                    -
                                                                                             'm sw M'                    -
                                                                                                                                                                               '._ :':.uf 7              "' ;',. ,.T'M
                                                                                                                                                                               '._ :':.uf 7              "' ;',. ,.T'M a.; -at-n%g%5Ew,$4.                                        y p 3_.a        g Sv4+
                                                                                                                                                                                                                    -
a.; -at-n%g%5Ew,$4.                                        y p 3_.a        g Sv4+
                                                                              .
                                                                                                                                                       -=
                                                                                                                                                       -=
                                                                                - - - - -          ._,...:_._
                                                                                                        ,,
_ _ -
                                                                                                                                      -
                                                                                                                                          .      ,--
                                                                                                                                                                        .
                                                                                                                                                                          .
_
m,~ra
m,~ra
                   .u m u u . m uliiiiiiiiiin g                      '
                   .u m u u . m uliiiiiiiiiin g                      '
                                                                                                                                                                . .
: e.                              ,
: e.                              ,
                          '
                                      .
1                                            2                                              '
1                                            2                                              '
3!
3!
                                                                                                                                                                                  '                  '
4      _
4      _
                                                    -      --              -
_
_.                          s.                  . s.        . _ .                    .                      ;
_.                          s.                  . s.        . _ .                    .                      ;
e                  -.. , ppy -e m :- _.. :, .                                                                    . . -
e                  -.. , ppy -e m :- _.. :, .                                                                    . . -
                                                                                                                                                                                       =-. 1. , - . ~ . -
                                                                                                                                                                                       =-. 1. , - . ~ . -
L---~ +> ~wysaye..x.,r.-1:-t~ e e m
L---~ +> ~wysaye..x.,r.-1:-t~ e e m
                                                                                                                                                                                    '
                                                                                                                                                           - , .- :.y -
                                                                                                                                                           - , .- :.y -
n='*wm ro        m =- m g.g                  -                              - -~~4. - - -              -=giQw.g>+    o r s ;;:.. ._ . ._.
n='*wm ro        m =- m g.g                  -                              - -~~4. - - -              -=giQw.g>+    o r s ;;:.. ._ . ._.
                                                                                                                                                                                            .
                                                                                                                                                                                                                         . *p gy*M *W                    _'m._
                                                                                                                                                                                                                         . *p gy*M *W                    _'m._
                                                                                                                                                                                                              .
T              AWc't                    -~                            .: W L 9sh-}}, . _.                                                        ,
T              AWc't                    -~                            .: W L 9sh-}}, . _.                                                        ,
                                                                                                                           ,-+~ss<vm m,m=~:
                                                                                                                           ,-+~ss<vm m,m=~:
                     . ~{g 2 w:^.
                     . ~{g 2 w:^.
. ~ a.        u
. ~ a.        u
                              *-
                                                             ^4 . W -1^:,e                                                                                                                                            .
                                                             ^4 . W -1^:,e                                                                                                                                            .
                                 "t~                                                              . , - , ,                  ::. -:-.                                  w,w.3 y ~ .~
                                 "t~                                                              . , - , ,                  ::. -:-.                                  w,w.3 y ~ .~
                                        '
_ _ _ _ -                                                                                                          _
0 evm e,,& c.:w.-f. A .
0 evm e,,& c.:w.-f. A .
_                                                                                                                                    _
      -
            <    <    ,
                                                                -      -
                                                                               - __ e a _ _                                      w,                                - - r. . w --
                                                                               - __ e a _ _                                      w,                                - - r. . w --
             .    ;
             .    ;
9-                    mA_ _q,,                  u          s                  m                      a e-
9-                    mA_ _q,,                  u          s                  m                      a e-
         ]      :
         ]      :
                            ""'
MEN                  h_r_ L _ -                  __
MEN                  h_r_ L _ -                  __
_
wp-[.k.
wp-[.k.
j          -
j          -
Line 973: Line 565:
                                                                                                                                                                     ,*                    ^ ^ - - , '                            ey
                                                                                                                                                                     ,*                    ^ ^ - - , '                            ey
                                                                                                                                                                 ~__'Knz _-3
                                                                                                                                                                 ~__'Knz _-3
                                                                                                                                                                          ,'
                                                                                                                                                                              -
:.
                                                                                                                                                                                .        -
_
                                                                                                                                                                                                                              "'
__                          ..X/M59l8 Y.                                          ,
__                          ..X/M59l8 Y.                                          ,
                                                                                                                            .
p          @  -
p          @  -
                                                                                                                                                                                           \              -
                                                                                                                                                                                           \              -
Line 986: Line 571:
Figure 5.            Photomacrograph of fractur5 shaf t,
Figure 5.            Photomacrograph of fractur5 shaf t,
: 1. at key way and 2. rotated 90 .
: 1. at key way and 2. rotated 90 .
__


s e
s e
                      ,
n.,o p                      a 1      -_ -.,..
n.,o p                      a 1      -_ -.,..
                                                                                               . . . hw m- _a a r e c.r x a nge w . m
                                                                                               . . . hw m- _a a r e c.r x a nge w . m c n- 3.. _ _ -
                                                                                                      .                          -
c n- 3.. _ _ -
C. w w .s:w. o -                    - - ..        ..L'3
C. w w .s:w. o -                    - - ..        ..L'3
_
                                                                                                                                 ~
                                                                                                                                 ~
                                                                                                                             ? -~
                                                                                                                             ? -~
Wg                  _... -                  g                  -n,.ye --- -nb
Wg                  _... -                  g                  -n,.ye --- -nb
                                                                ,
                                                                                                   $ $n k,W"~xxw
                                                                                            -
                                                                                                   $ $n
                                                                                                                          ..
k,W"~xxw
:_ W P%_
:_ W P%_
                                                                                                                                                  -
                                                                                                                                                               -pw w            m:v
                                                                                                                                                               -pw w            m:v
                                                                                                                                                                                         -N W
                                                                                                                                                                                         -N W
                                                                                                                                                                                         .= = =__ _?-
                                                                                                                                                                                         .= = =__ _?-
_
                                                                                                                                                                                                                 &DT                    ""
                                                                                                                                                                                                                 &DT                    ""
W R4
W R4 p - -- :_                                              w.
                                                                      ,
p - -- :_                                              w.
_
                                                                                                                --
                                                                                                                                     -          . - --- _ _ _ _                        _.c-                      , , _ - .
                                                                                                                                     -          . - --- _ _ _ _                        _.c-                      , , _ - .
__
_
                              ,
2-
2-
                                                                  -    -
                                                                           =wrerne                                                                                                      ym=~_..                        __= .              g;l.:
                                                                           =wrerne                                                                                                      ym=~_..                        __= .              g;l.:
g              fa,e.-g_u
g              fa,e.-g_u w . - _. g3%,4,guJ/Jr. <cW
                                                                                        ..
w . - _. g3%,4,guJ/Jr. <cW
                          ,,                                                                                                                                                                                                      .                ,
                                                                                                              -'
                               - - - =
                               - - - =
y w,
y w,
s__              -        _-
s__              -        _-
                                                                                                                                            . _ . ,                                      --
                                                                                                                                                                                                                           .y.?,,t;$
                                                                                                                                                                                                                           .y.?,,t;$
iO'                    '~                                                                                                                            :?;
iO'                    '~                                                                                                                            :?;
QI(g:s_.^-                        {&*~%%5fD'_'t'?*                                            .
QI(g:s_.^-                        {&*~%%5fD'_'t'?*                                            .
                                                            .
                                                                         ,'m__- m
                                                                         ,'m__- m
_
                                                                                                                                                                                                '
                                                           .        ,                                                                    s , 4.n.-                              r ,. -%--                        <.
                                                           .        ,                                                                    s , 4.n.-                              r ,. -%--                        <.
                                       # ,. * * ; , Ir                332lEdsgliEik __                                                              -l.*g                e
                                       # ,. * * ; , Ir                332lEdsgliEik __                                                              -l.*g                e
                                                                                                                                                                                    -
                                      .
                                                               ,    i      m___-                                                                                          .                                __ .
                                                               ,    i      m___-                                                                                          .                                __ .
                                                              .
wz                                                                                                      .                  .,
wz                                                                                                      .                  .,
                                                                                                       -G $aL t'... h -Q.; R.l,h* f[.<M*.' ,n. %
                                                                                                       -G $aL t'... h -Q.; R.l,h* f[.<M*.' ,n. %
                                                                                                                                                      .
                                                                                '
                                                                                                                                                                                                          ,
                                       -IS.#+%)L1            inst                                  -@ {_-L=.              gTt            .',.,v      hWo1.EL~X ^ !.1 ?4
                                       -IS.#+%)L1            inst                                  -@ {_-L=.              gTt            .',.,v      hWo1.EL~X ^ !.1 ?4
                                         ,~ - .nw%2>          y-w w--
                                         ,~ - .nw%2>          y-w w--
                                                                                    .--                -              _
wld# _*ggggg&+.t                                                                                        c,rJ y-          ,
wld# _*ggggg&+.t                                                                                        c,rJ
_ _ _ _
                                                                                                                                                                                          -
                                                                                                                                                                                                          --
_
y-          ,
                                         ,-___m
                                         ,-___m
_
_ _- _ _ _                      . ,      ,.- - a m,,a _.r_. -r .___
_ _- _ _ _                      . ,      ,.- - a m,,a _.r_. -r .___
                                                                                        -                            -
g m _=.~ _...- _ = - .- = m e-=_= w p;u,                                    g_ c,w                    . _ :_ ; gw Wn, c.----                                  -
                                                                                                                                                        ..            .,
g ng                                -          - - _ , - - - . _                          m y                p kw
g m _=.~ _...- _ = - .- = m e-=_= w
                                                                                                                                                                                                                                                  -
p;u,                                    g_ c,w                    . _ :_ ; gw Wn, c.----                                  -
                                                                                                                                                                                                                                                    .
g ng                                -          - - _ , - - - . _                          m
                                                                                                                                                                                    "
y                p kw
                                                                                                                                                                         ,      ,                                                                    r
                                                                                                                                                                         ,      ,                                                                    r
                                      ,                                  . _ _ _                                                              - --                                                                  --
                                                                                                                                                                               -.m -
                                                                                                                                                                               -.m -
IM%=yr
IM%=yr
                                            - - - - -
_m-                  -
_m-                  -
                                                                                               .m          .          .m____          _    . .. _ _
                                                                                               .m          .          .m____          _    . .. _ _
MW
MW W
                                                                                  '
W
_ n
_ n
                                                       - - - _ . - -                        m        _ - _ - - -
                                                       - - - _ . - -                        m        _ - _ - - -
[M  ~ __
[M  ~ __
_3
_3
                                                                                                                                                                      .
                                                                                                                                                                                  ---
                                                                                                                                                                                           - my.
                                                                                                                                                                                           - my.
a
a M_-
                                                                                                                                                                                                                                          ,
M_-
                                                                                                                                             -_J. , -J.
                                                                                                                                             -_J. , -J.
_
1 .                  . .m      r m wm% .g                                                                                                  _-m,
1 .                  . .m      r m wm% .g                                                                                                  _-m,
                                                                                                                                                                                                                                                .
                                                                                                                                                                                 /. .1.,.1 g .
                                                                                                                                                                                 /. .1.,.1 g .
                                                                                                                                                                                                                                    , ,
17.wa==                                61 s1                                                                                                                                -
17.wa==                                61
                                                                                                                                                            ._
s1                                                                                                                                -
wn                                  _ . .
wn                                  _ . .
                                                                                                                             '1- w r .. m.      -                                  -
                                                                                                                             '1- w r .. m.      -                                  -
                                                                                                                                                                                                                                            - --
_
                                                                                        ,                                                                                                      -
    ..
D                                    w
D                                    w
                                                                                                                                                                                                               .m
                                                                                                                                                                                                               .m w aanen a
                                                                                                                                                                                                                    '
w aanen a
                                                                                                                                                                                                                   ^
                                                                                                                                                                                                                   ^
D                                                    f                                                                                                                                                                            6 3.g
D                                                    f                                                                                                                                                                            6 3.g m.
                                                                                                                                                                                                                              -.              -
m.
                                .
4 ru -                fA
4 ru -                fA
                                                        ,
_
: u.                                                                                                    g                        ,.-        ..
: u.                                                                                                    g                        ,.-        ..
                                                                                                                                                                                            .            ..              ,                              ,
sq
sq
                                                                                                                                                                                                                                                     %H
                                                                                                                                                                                                                                                     %H y
                                                                                                                                                                                                                                                          -
y
                     .L
                     .L
                    ''
            , .
                         +P 3$
                         +P 3$
             ~
             ~
:4tm&'$.,
:4tm&'$.,
              .
2
2
         -mi-
         -mi-
           ,._v...,-
           ,._v...,-
            -*
                             .d e> +
                             .d e> +
                     .-w.-
                     .-w.-
Line 1,140: Line 647:
                           '.R f' ' .,N"'.:.c@-~.$. ..<    $ r,. .
                           '.R f' ' .,N"'.:.c@-~.$. ..<    $ r,. .
m              .,
m              .,
                    ...-
           , f$.2.= cyps      '
           , f$.2.= cyps      '
                                  '-
                                                                                                                                              "
says w % .                      -    ....m.
says w % .                      -    ....m.
Figure 6.                          Photomacrograph of fractured shaft in sleeve,
Figure 6.                          Photomacrograph of fractured shaft in sleeve,
Line 1,150: Line 654:
                                                                                                                                                                                                                       ., 0 7              i ,s 0
                                                                                                                                                                                                                       ., 0 7              i ,s 0


          .
                                                                           - - -        .c at H mn =.            __
.
    ,
                                              .
                      .,
                                                                           - - -        .c
                                                                                                      ,
at H mn =.            __
u..
u..
                                                   %Q% a    :-v ~~          :, , .-  - A $$''Y
                                                   %Q% a    :-v ~~          :, , .-  - A $$''Y
                                                                                      '
                     . 1 , _ .~    .,_..    ..-
                     . 1 , _ .~    .,_..    ..-
                                                                                                    . _
                                                 -                      -~
                                                 -                      -~
                                                      - ,    .                            .
_~
_~
                                                            .
w e .,
w e .,
a
a
                                                                                          !
                 ~
                 ~
                     ~
                     ~
      . ,
          - -
  ,
                  .. -
           - .jf_L ._
           - .jf_L ._
        -
                                                                                              ,
O QQ Figure 7. Photoraacrographs of fractured shaft ro9ated 180 (3)and7.70 (4) with respect to keyway.
O QQ Figure 7. Photoraacrographs of fractured shaft ro9ated 180 (3)and7.70 (4) with respect to keyway.
lbu)          l'
lbu)          l'


                                                                                             =                                                                              _ - % r ;.
                                                                                             =                                                                              _ - % r ;.
__ _
_ _ . _ , .                              . . _ _
                                                                                                                                                                                 ^
                                                                                                                                                                                 ^
                                                                                                                                                                                                                                         % ,,;
                                                                                                                                                                                                                                         % ,,;
Line 1,190: Line 674:
       .,                                        fx                                        ,                      -.
       .,                                        fx                                        ,                      -.
:___L 2 & _T --h:- Q - Q Q W ,.
:___L 2 & _T --h:- Q - Q Q W ,.
                        -                                                        ,
g,g.        pgMM                                                                                                                                                                                .
g,g.        pgMM                                                                                                                                                                                .
m .cA                              -_--Q -- _ m__                              gg__ % g ~ w g m g .Cf                                                            - . :. .A
m .cA                              -_--Q -- _ m__                              gg__ % g ~ w g m g .Cf                                                            - . :. .A a .a              ?                                                        ._        - --
_
                                        .            _-                    -
_
a .a              ?                                                        ._        - --
O
O
_
* b                        Elf W E 8 M E R Bf! % BB8J1N 7m
* b                        Elf W E 8 M E R Bf! % BB8J1N
                                                                                                                                                                                                      '
_
                                                                                                                                                                                                                                                                      .
7m
                                                 . .~5"' ^ :3                                                                                                                                                                                                      p y
                                                 . .~5"' ^ :3                                                                                                                                                                                                      p y
                                                              .
_^'''',7 %- 7                                  +3 3
_^'''',7 %- 7                                  +3 3
                                                                                                                                -
                                                                                                          --
_
                                                                                                                                                                                                         &&&Y
                                                                                                                                                                                                         &&&Y
_
_
                                                                                                                           ~
                                                                                                                           ~
                   ~ .I ,    -
                   ~ .I ,    -
Line 1,222: Line 690:
: 2=
: 2=
                                                                                                                                                 =,e.
                                                                                                                                                 =,e.
r-
r-2
                                                                                                                                                                -
2
                                                                                                                                                                       ?"
                                                                                                                                                                       ?"
                                                                                                                                                                              --                            -
wW'iM2^.I
wW'iM2^.I
                   -.6                    =-                      -.snham _
                   -.6                    =-                      -.snham _
                                                                                                           -, cas --
                                                                                                           -, cas --
                                                                                                                                 ==a- -_. ; r                  : -RGIV                                            g,j.Yjg .                          ..,x.
                                                                                                                                 ==a- -_. ; r                  : -RGIV                                            g,j.Yjg .                          ..,x.
                                                                                                                                                                                                                                                                        .
                                                                                                                                                                                                                                                                                           ' "4 cw                      r mac-                                      - --
                                                                                                                                                                                                                                                                                           ' "4
                                                                                                                                                                                                                                                                                              ,
cw                      r mac-                                      - --
                                                                                                                                   ---a        r.--      m yrn_m,                                                          '
                                                                                                                                   ---a        r.--      m yrn_m,                                                          '
n                    r %                              ,
n                    r %                              ,
                                                    .
u                                                                                                                                                        . m r-                          ' .              ~
u                                                                                                                                                        . m r-                          ' .              ~
      '
                                   ?m..                                              .
                                   ?m..                                              .
g ..                                        ..:? ?g @                  %m          fR    n.~w-.c.-.
g ..                                        ..:? ?g @                  %m          fR    n.~w-.c.-.
Line 1,246: Line 706:
Mmt                                                                              P"A            ^                                  l
Mmt                                                                              P"A            ^                                  l
                                                                                                                                                                                                                         *^'* Q'-'["[" It '-                                            '-
                                                                                                                                                                                                                         *^'* Q'-'["[" It '-                                            '-
                                                                                                                                                                                                                                    '
d
d
                                                                                                                                                                                                     ~
                                                                                                                                                                                                     ~
         - - -                            M g-                                            Tr;li;- -- 4h                                                                      ' ' t>{2* Mt *h Y . ' '
         - - -                            M g-                                            Tr;li;- -- 4h                                                                      ' ' t>{2* Mt *h Y . ' '
                                                                                                                                                                                                                                                                          -
                                                                                                                                                                                                                                                                       'f"*, . .L,. 'I
                                                                                                                                                                                                                                                                       'f"*, . .L,. 'I
                                                                                                                              --
                                                                                                                                      %
_
                                                                                                                                                                                                 , .                      ._ __ _ _ m .,
                                                                                                                                                                                                 , .                      ._ __ _ _ m .,
W , %- @d b.
W , %- @d b.
              ,                      ,
                *
                                      !
b        X.9.LB                                                                          _,ts_ .              .                X M.6f.s              -i' n.                      ~m.                            T-6 y.
b        X.9.LB                                                                          _,ts_ .              .                X M.6f.s              -i' n.                      ~m.                            T-6 y.
9        '
9        '
cnu.
cnu.
                                                                                                                                    ,
a                .                    .
a                .                    .
                                                                                -
                                                                                                                                       .. u r __
                                                                                                                                       .. u r __
_ _ _ _ _ .
m
m
_
                                                                                                                                                                                                                     -_c      u
                                                                                                                                                                                                                     -_c      u
_r        . =
_r        . =
r
r
                                                                -
                                                                           ~
                                                                           ~
                                                                                                                                         .ar u-                            ._            _.7. g g.
                                                                                                                                         .ar u-                            ._            _.7. g g.
m,
m,
                                                                                                                                                                                                                                                              -
                                                                                                                                                                                                                                                                    ,
                                                                                                                                                                                                                                                                       ,%..g,. g
                                                                                                                                                                                                                                                                       ,%..g,. g
                                                                                                                                                                                                                                                                            .
                                                   ---_%m i                                                                  ..
                                                   ---_%m
m,r-i                                                              _ - . _ _ _                              ._--.%                                    _
                                                            -          --                -
                                                                                                                                         & u;--,,e% m s <.
i                                                                  ..
m,r-
_
_
i                                                              _ - . _ _ _                              ._--.%                                    _
                                                                                                                                         & u;--,,e% m
_
s <.
                                                                                                                                      -
r
r
__ 91                                            w      -=.g.1.
__ 91                                            w      -=.g.1.
                    -
                                                                         .--^.a
                                                                         .--^.a
                                           % _C
                                           % _C
                                                                                                                                                                                                                                                                                        ,
                                                     - .                                                  ~.
                                                     - .                                                  ~.
                                                                             =                            - - - - -                                          _
                                                                             =                            - - - - -                                          _
                                                                                                                                                                          --
w      .          - =-_                        _-        w.                                ,
w      .          - =-_                        _-        w.                                ,
                                       .            ; o, wv                              x
                                       .            ; o, wv                              x
                                                                                                                            - --
                                                                                                                                                                   ;: ~=                          -    ~    ~-=                                        _ - g; B
                                                                                                                                          -
                                                                                                                                                                   ;: ~=                          -    ~    ~-=                                        _ - g;
                                  '                                                                                                                                                                                                                            -
B
                                                                                                                      ---
w.m ---
w.m ---
p-22].
p-22].
_-- -
                                                                                          -    -
_
                                                                                                  -                                                                                                                                                  -                        -
p      O-- h_i _ _ ^ _ ."esemE.:n                              aupCSM Wa "" ~;; _c, am__-                      -,-m.,g_p^^w*          y_ w=es.n~w                  - ^ ' - m,_,s..+#.
p      O-- h_i _ _ ^ _ ."esemE.:n                              aupCSM Wa "" ~;; _c, am__-                      -,-m.,g_p^^w*          y_ w=es.n~w                  - ^ ' - m,_,s..+#.
                                                                                                                                                                                                                                         - - - - Ust.h....            e i    .
                                                                                                                                                                                                                                         - - - - Ust.h....            e i    .
:s,..
:s,..
                                                                              -              -
                                                                                                              . - .                                        -                . . _ _
O                  ?I                -                              -
O                  ?I                -                              -
                                                                                                                                                                                                                                                                                      *
                                                     ~ w m_pzy w-+2s&3&&:..
                                                     ~ w m_pzy w-+2s&3&&:..
                                               ^^
                                               ^^
c                                                                                                _          -
c                                                                                                _          -
__
                                                         -r---                                                                        ,, ,,--                              _ ___ _ _ .                                    ,.
                                                         -r---                                                                        ,, ,,--                              _ ___ _ _ .                                    ,.
                                                                                                                                                                                                                                                                                 \
                                                                                                                                                                                                                                                                                 \
W                fp          .-._A r~--v 5 Q O M                              ,.,-V3'
W                fp          .-._A r~--v 5 Q O M                              ,.,-V3' s                          K              mww..waens,1wh:ss.r.:22Eh- .~-- ?."."** ':
                                                                                                                                                                                                                            --          . .
s                          K              mww..waens,1wh:ss.r.:22Eh- .~-- ?."."** ':
                                      ' " " '
                                                       '. I N d            L55                      5 '-:' - h,%1 W.! UmiwR D W :r* 1 W1. ~.':Y#*'NE~                                                            "
                                                       '. I N d            L55                      5 '-:' - h,%1 W.! UmiwR D W :r* 1 W1. ~.':Y#*'NE~                                                            "
N' '''' '~' ".~ ' ,
N' '''' '~' ".~ ' ,
7en -- - fw ^                                                                                  'A'5''W        _
7en -- - fw ^                                                                                  'A'5''W        _
                                                                                                                                                                                                                            ''  ' ' '            '
p C' d
p C' d
                                                                           &                                                  .= m
                                                                           &                                                  .= m
Line 1,342: Line 758:
                                                                                                                                                                                           -
                                                                                                                                                                                           -
* m as-- L p y,,d'%
* m as-- L p y,,d'%
_
Bre w - '
Bre w - '
                                                                                   ^  ' "
                                                                                   ^  ' "
_ - y_.
_ - y_.
                                                                                                         -                            2TWMM    tam.m_ g,f-_idE!qErdepritgggg
                                                                                                         -                            2TWMM    tam.m_ g,f-_idE!qErdepritgggg
___-%                                                          7
___-%                                                          7 a
                                                                                                                                                              '
b t
                                                                                                                                                      -
7                                    % .                            u, u.
a b
                    ,
t 7                                    % .                            u, u.
                                                                                                                                            '      ''
                                                                                                                                                                         . x              .
                                                                                                                                                                         . x              .
                                                                                                                                                                             .s; " ..*. u # .;p ., ,
                                                                                                                                                                             .s; " ..*. u # .;p ., ,
                                                                                                                                                                                                             - . . - . ~                                .                        L
                                                                                                                                                                                                             - . . - . ~                                .                        L i            - e%>; -                                    uneaewilib                                                                                                                        .
                    '
I IYINM"                                                                                    ),V            u[3' $umes j
i            - e%>; -                                    uneaewilib                                                                                                                        .
                                                                                                                                                                                                                                  ..          .          ,
                                                                                                                                                                                                                                                            ,
I IYINM"                                                                                    ),V            u[3' $umes
                                                                                                                                                                                                                                            *'
j
                          ,
                          ,                        .
                                                                                           -                                              -                      o....~                                              .
                                                                                           -                                              -                      o....~                                              .
                      '
Liig,_                                                                                        awux:msim:5;: -                                                , My. . m..J.,d..cd,._*fg_.g,9
Liig,_                                                                                        awux:msim:5;: -                                                , My. . m..J.,d..cd,._*fg_.g,9
_ ==                    gg mg _
_ ==                    gg mg _
                                                                                                                                                                                                                                                      .
__
I,                      --
I,                      --
                                                                                                           ,                                                                                                          . - - -                              r
                                                                                                           ,                                                                                                          . - - -                              r q*
* q*
g                --
g                --
_ _ _2 IGER
_ _ _2 IGER
                            .
                                                                                                                                                                                             . M. . , 2. , -.                                                                                      b 9
                                                                                                                                                                                             . M. . , 2. , -.                                                                                      b
rn.                            .
                                                                                                                                                                                                                                    -
9 rn.                            .
h%h.dd' c'e MCt.Mr:.:.V, .
h%h.dd' c'e MCt.Mr:.:.V, .
                                                                                                                                                                 -w a - -                                                                      -
                                                                                                                                                                 -w a - -                                                                      -
                                                  - - . .                                . . . .
Figure 8.                                  Photomacrograph of fractured shaft in sleeve rotated 180 (3) and 270 (4) with respect r1]
Figure 8.                                  Photomacrograph of fractured shaft in sleeve rotated 180 (3) and 270 (4) with respect r1]
d'
d'
Line 1,391: Line 787:
                                               -,.--g y -                    ~-                            Q,.q ?\-l' "f ^_
                                               -,.--g y -                    ~-                            Q,.q ?\-l' "f ^_
-,'.-                          m..M. fI/xa;<
-,'.-                          m..M. fI/xa;<
                                    .
                                                        -
an h aun ~,,'[h -
an h aun ~,,'[h -
#
v,: .; s,f
v,: .; s,f
                                                         -t
                                                         -t
                                                            .
                                                                  .
                                                                                             - rc~m
                                                                                             - rc~m
                                                                                                                     %n.*t*                      ~
                                                                                                                     %n.*t*                      ~
x-                  acs =s:                  2                              ..
x-                  acs =s:                  2                              ..
                                                                                                     .'; +: ~Y.
                                                                                                     .'; +: ~Y.
                                                                                                                                      -
$2MD5'AE9ET5iTg;v''
$2MD5'AE9ET5iTg;v''
                                                     ~
                                                     ~
g .w, 4
g .w, 4
                                                                                                                                              -
                                                            .                                                                                              ,
       . f { g {Fq ii '' .                      -      --
       . f { g {Fq ii '' .                      -      --
                                                                         -y[' ohyIdi 9
                                                                         -y[' ohyIdi 9 T.-
                                                                          '
a y                                  .
T.-
a
            .
                  -
y                                  .
                                                                                                                                                                   +
                                                                                                                                                                   +
f            '_
f            '_
u        e-
u        e-
                                           , . . g.-          __ 2
                                           , . . g.-          __ 2
                                                              -,
_
                                                                                      ,              .
                                                                                                                  .
                                                                                                                                                          .,
                      ..
                                                  "
                                                                             -7                .
                                                                             -7                .
                                                                                                   .        t !-
                                                                                                   .        t !-
                   .;      /                                                                    -
                   .;      /                                                                    -
                                                                                                    .
                                                                                                                 ;
                                                                                                                 ;
                                                                                                                                                                            '
                                                                                                                                                                                        .
                 . ?A . '                                                                                                                                                                !
                 . ?A . '                                                                                                                                                                !
_#
                                                     , , . _ _ -                                      [                                                                    y
                                                     , , . _ _ -                                      [                                                                    y
  --"E(7                                    dim                                                                      hag,. ,                      w                                      j
  --"E(7                                    dim                                                                      hag,. ,                      w                                      j
                 @g                                                                                        ,
                 @g                                                                                        ,
                                                                                                                      --        -
g,            ..--
g,            ..--
                                                                                                                                                    ' ' '
_,    ,
                                  ,
                                                                -
                                                                                    -
                                                                                  . .:
kr 2.  =h.l$lfx Fi..vC2 , 4            .
kr 2.  =h.l$lfx Fi..vC2 , 4            .
                                                                                                                                                                '
                                                                                                                                                                           ,              t-9',~* , n. d?W'c,
                                                                                                                                                                           ,              t-9',~* , n. d?W'c,
                                                                                                                              '
                        . . , .
                                                                                      ..
                                                                                             *^
                                                                                             *^
as..:.4. 3<;g..
as..:.4. 3<;g..
                                                                                                                                      .
_
                                                                                                                                                  ,
                                                                                                                                                                           . . z.js .1  ,
                                                                                                                                                                           . . z.js .1  ,
           ~.
           ~.
                                         '~                                                                              .. N???5.Y.h.A                            $$, ' '
                                         '~                                                                              .. N???5.Y.h.A                            $$, ' '
5he'Rf@_                                                                        .
5he'Rf@_                                                                        .
                                                                                                        . _
                     .~.m W                <h        5.*
                     .~.m W                <h        5.*
                                                                                                                                                  '
                                                                                                                                                              $
y
y
              ,
   **                                                                                                                              4 4_.            p,.~e g y j L                        _
   **                                                                                                                              4 4_.            p,.~e g y j L                        _
                                                                                                                                                                                            .
                             ^V                                                          a                            _ _ dhw;                      ,a4 -                        l
                             ^V                                                          a                            _ _ dhw;                      ,a4 -                        l
   '~i7 =                              s
   '~i7 =                              s fh?                                                  h        s      .Y                      Wl mMk/ + _ ,
                                                                      -
     $a%u I
fh?                                                  h        s      .Y                      Wl mMk/ + _ ,
      ,
     $a%u
_
I
                                                                                         ~
                                                                                         ~
                                                  '
                                               ;                                  _
                                               ;                                  _
:
      -                  -
                                                                                                 ~                          .# -
                                                                                                 ~                          .# -
                                                                                                                                                                                              '
h-              !      -
h-              !      -
                                        -
                                               'M ,, . .. q.                          N                              h[                          ."            /
                                               'M ,, . .. q.                          N                              h[                          ."            /
W J. [SWM
W J. [SWM f[                            m.    .
                                                                  '
                                                                    '
f[                            m.    .
                                                                                                                                            .
                                                                                                                                                  .
       ~~: ^
       ~~: ^
        .
q===a w                                MQJnf - }~y~''y. '              .r -                -
q===a w                                MQJnf - }~y~''y. '              .r -                -
    .
                                                                             ~ ~
                                                                             ~ ~
                                                                    '
                                                                                                                                 ~l                                                              k{
                                                                                                                                 ~l                                                              k{
J' B"
J' B" Figure 9.              Photomacrograph of fracture plane on shaft.
                                                                                                                                                                        "
Figure 9.              Photomacrograph of fracture plane on shaft.
Arrow indicates bench marks.
Arrow indicates bench marks.
                                                                                                                                                                      '
                                                                                                                                                                         -        s-~        .
                                                                                                                                                                         -        s-~        .
                                                                                                                                                           ,- ~,\                  s    N
                                                                                                                                                           ,- ~,\                  s    N
Line 1,512: Line 844:
                                                                                                                                                           \
                                                                                                                                                           \


.
'
  .
_, ,_                              .Wh W. Nh '
_, ,_                              .Wh W. Nh '
             ,      ,.2.r, .- n . .
             ,      ,.2.r, .- n . .
Line 1,521: Line 850:
* M F 4              .#,.,.
* M F 4              .#,.,.
               . ,- v.+ ~..,~ . ~.                                                    .
               . ,- v.+ ~..,~ . ~.                                                    .
                                                                                -"
e ; n-r:..g.L::m ,;..:
e ; n-r:..g.L::m ,;..:
7D7* Dycq;7--        .
7D7* Dycq;7--        .
Line 1,527: Line 855:
va 2-#.~fut:;;;",    .
va 2-#.~fut:;;;",    .
sv. . :c , _                            ., .                                                                                  s
sv. . :c , _                            ., .                                                                                  s
        -
               ./,f.c'q y                              p..-Q,r
               ./,f.c'q y                              p..-Q,r
                                                             ; .- - '_
                                                             ; .- - '_
                                                  .
      .
                                                    .          .
    >
4~ .a. . -      ....y                                                                                                              s,
4~ .a. . -      ....y                                                                                                              s,
                                                 .s.
                                                 .s.
                                                 .c . .
                                                 .c . .
                                                                                                                            .
     . . 3                      q .                                                          _
     . . 3                      q .                                                          _
n-      -
n-      -
_
y.
y.
3 ,.- i .;,. pwlln.- ., .4s ~
3 ,.- i .;,. pwlln.- ., .4s ~
                    -                  , ..
                            .
                                                                   .                                                            u                                ,
                                                                   .                                                            u                                ,
9 .:A                                                                                          Q
9 .:A                                                                                          Q
                                                                                                    '
                                                                                              ... .                  .
                                                                                                                                                                   \
                                                                                                                                                                   \
                                                                                          -"
                        -
                                                                                                        .
r      ?5
r      ?5
                                                                                                                                   - :5.:.
                                                                                                                                   - :5.:.
                                                                                                                                       ^
                                                                                                                                       ^
                                   ,                        ---f ':Tm;i v . .'                                          i
                                   ,                        ---f ':Tm;i v . .'                                          i
                                                                                                                                              ''
                                                                       $5, N g              ,
                                                                       $5, N g              ,
                                                                                                                                        ,' '
                              -
                                                        --
                                                                       ~~$b<*/Ly+y    . yup.<v '}e*          .n.
                                                                       ~~$b<*/Ly+y    . yup.<v '}e*          .n.
                                                                                                                       ,V            ,
                                                                                                                       ,V            ,
                                                                                                                                    ,-
                                                                                                                                        '
Di; .
Di; .
                                           -. , -:, us                          . rrn.a                  p~ .                      s.                        .
                                           -. , -:, us                          . rrn.a                  p~ .                      s.                        .
                      -
                                                                                                       .r.-                              '.- 4 rp_.;elg,.5.<[,.,
                                                                                                       .r.-                              '.- 4 rp_.;elg,.5.<[,.,
i'        2
i'        2
                                                                                                                                                     ;: ';;.
                                                                                                                                                     ;: ';;.
                                                                                                                                                            ,
i 66c 4
i
                                      ,
66c
                                                                                                                                                          ,!
                                        .
                                                                                                                                          -
                                            -                                    .
4
                                                                                                                                                         ~!
                                                                                                                                                         ~!
                                                                                      -
                                                                                          - .
                                                                                                                          -
l                          -
l                          -
4.-            ;.                  ,
4.-            ;.                  ,
Line 1,591: Line 887:
                                                                                                                                                                 .g-
                                                                                                                                                                 .g-
                                                       - ' . s..                                                  .    .,v .
                                                       - ' . s..                                                  .    .,v .
                                                                                                                              -
                                                                                                                                                                .-
                                                      '
                                                               -y. ;.-
                                                               -y. ;.-
                                                                            ''
Mq'.:). .                                    c' k.3-          ~.i            .. .
Mq'.:). .                                    c'
                                                                                                                                                                '
k.3-          ~.i            .. .
f:.;f-                                      g-
f:.;f-                                      g-
                                                                        -
                                                                                 .x--                .,..?
                                                                                 .x--                .,..?
                                                                                                                          -
wpg.
wpg.
                                                                    .
                                                                           .,g    -....,.                        :
                                                                           .,g    -....,.                        :
                                                                                                                  . . -
                                                                      .:..
                                                                              -
                                                                                 . wm... ..;=. .                    .
                                                                                 . wm... ..;=. .                    .
4
4 a                                                              A.      _
                                                                                                                                                        -
a                                                              A.      _
* L w -- A qN-l                                +.
* L w -- A qN-l                                +.
                          ,.
                                                                                                                                                 ;,._
                                                                                                                                                 ;,._
                                                                                                           . . _                    -m          , '- to Af
                                                                                                           . . _                    -m          , '- to Af
Line 1,623: Line 904:


   *e
   *e
            .                .
                      ,
                                                                                                                                                                           -p. m
                                                                                                                                                                           -p. m
       ... p. ~ ~ .; y W=4 Gi;= L $_-m-g p wa>m                                                                W            ?5 &-            .w..fSgf''  2                  v
       ... p. ~ ~ .; y W=4 Gi;= L $_-m-g p wa>m                                                                W            ?5 &-            .w..fSgf''  2                  v
           ": ' }2(b% w.-                                                n 3:.0          i      M            45            .2        6      %                ?D                ?uo=4                            k.y.= 2.fNb# W-dF
           ": ' }2(b% w.-                                                n 3:.0          i      M            45            .2        6      %                ?D                ?uo=4                            k.y.= 2.fNb# W-dF W Prfd
                                                                                        -
W Prfd
           ~ w .,~ 4 m,; w t* N m e t .,pgr
           ~ w .,~ 4 m,; w t* N m e t .,pgr
                      -
                                 +-
                                 +-
m xi                                      1w.              &                                                  ,,
m xi                                      1w.              &                                                  ,,
        -
                                                                                                                                   -~
                                                                                                                                   -~
m_ q [ [- {f:
m_ q [ [- {f:
AA>                Y w. 7.                .          ,r.,        _
AA>                Y w. 7.                .          ,r.,        _
_
: -
                                                                                                                                        -
                                                                                                                                                 . 4.q . c. y ;; <&. n
                                                                                                                                                 . 4.q . c. y ;; <&. n
             ~ua.w 4-"-(~,
             ~ua.w 4-"-(~,
Line 1,647: Line 919:
3    5xx.,+ ,.
3    5xx.,+ ,.
w .            ,.e
w .            ,.e
                                                                                                                                                      ..
                                                                                                                                                                    ,,
                                                                                                                                                                          .          .
                                                                                                                                                                                                '"
                                                                                                                                                                                                     ;. ,
                                                                                                                                                                                                     ;. ,
                                                                                                                                                                                                        ,
g, I
g, I
             ^* m 9-
             ^* m 9-
                                 **          7                                                                                                    ~
                                 **          7                                                                                                    ~
                                                                                                                                                              $#
                                                                                                                                                             -,4)y.I~
                                                                                                                                                             -,4)y.I~
                                                                                                                                                                                              -
_
                                            -
e E , h,,                      n r- n.i s,
e E , h,,                      n r- n.i s,
                                                                                                  -
                                                                                       ,P v =w~__xy-
                                                                                       ,P v =w~__xy-
_a w4
_a w4 4.- ma 9                        ,
                                                                                                                                                  -
4.- ma 9                        ,
mm.      -,. g... . -- ~                      .
mm.      -,. g... . -- ~                      .
M                                                                                            '7;QP+                      ~                                    .
M                                                                                            '7;QP+                      ~                                    .
bd3%_,_._ 1* =EMAc.m2
bd3%_,_._ 1* =EMAc.m2
                                                                            -
       ,>M.yrrt.o 2
       ,>M.yrrt.o
* 2
                                                                                                                                                           ~;        4.
                                                                                                                                                           ~;        4.
                          - - -                                                              ,
                                                                -
                                                                         -~ ~ _. ,,            . '\990=, %v  ~ - ~V , m .            y          ,,
                                                                         -~ ~ _. ,,            . '\990=, %v  ~ - ~V , m .            y          ,,
                                                                                                                                                    -
Ims # ~
Ims # ~
                                                                                                                                                                   ;t T ,;                                  {
                                                                                                                                                                   ;t T ,;                                  {
                                                                                                                                                                                                              .
                  .
e..
e..
                                                                                                               .g              -
                                                                                                               .g              -
                                                                                                                                                                   -              ->                        s 4.g. -.'*s *[; ?+- n:
                                                                                                                                                                   -              ->                        s 4.g. -.'*s *[; ?+- n:
                                                                                .
                                                                                                              -
m_
m_
                                                                                                                        - . .
w . ..                .                        r. -                          .-
w . ..                .                        r. -                          .-
                                            -
                                                   '9;"w                    w_f                        .
                                                   '9;"w                    w_f                        .
                                                                                                                                                                                  '
                                                                                                                                                                                    -
                                                                                                     "                                      Y V          - SY '$                                                                      - - - -        s.*4.<a        z~,              n
                                                                                                     "                                      Y V          - SY '$                                                                      - - - -        s.*4.<a        z~,              n
                                                                                                                                                                                        .
:.a..-
:.a..-
                                   , > . , .. ~,f      ,. ,uc--
                                   , > . , .. ~,f      ,. ,uc--
                                                                                                                                                                                      -
1
1
                                   -5 ****m,wrMh.                      .                                  hem,                                                            (
                                   -5 ****m,wrMh.                      .                                  hem,                                                            (
                                                                                                                                                                                      -
         -        ;
         -        ;
                  .
h,up-~we g e- -w
h,up-~we g e- -w
                               . J.. .
                               . J.. .
                                        .
L      -
L      -
                                                                                      ---
                                                                                                     ~ ~~ ~_. w s
                                                                                                     ~ ~~ ~_. w s
                                                                                                                                              .
                                                                                                                                                              .
                                                                                                                                                                .
                                                                                                                                                                    ,
                                                                                                                                                                    ,
                                                                                                                                                                            ,
                                                                                                                                                                             ' 1;                              ,
                                                                                                                                                                             ' 1;                              ,
s
s
         *Ww ie.w                            ==_.5.
         *Ww ie.w                            ==_.5.
                                      -
Y;h. 4                                    .
Y;h. 4                                    .
w
w
Line 1,725: Line 959:
                                                                                                                                                                       .                                  ..m.,
                                                                                                                                                                       .                                  ..m.,
k.
k.
m
m g
                          *
                                                                                                                                                   - ~ _ _ _                    ,~ s                  i 4gw i
                                                                  ,
g
                                                                                                                                                   - ~ _ _ _                    ,~ s                  i 4gw
* i
                                                                                                                  '                                        -
                                                                                                                                     =-
                                                                                                                                     =-
                                                                                                                           - co -y_7.                  ;g w;,
                                                                                                                           - co -y_7.                  ;g w;,
                                                                                                                                                                                                                        .
z+%ni
z+%ni
                                   ; r -~t
                                   ; r -~t
                                                                       ';
                                                                       ';
y  ,___ T 1
y  ,___ T 1 r                                    ___.+..N];e Ml
                                                                                                        -
                                                                                                                -
                                                                                                                                                                            -
r                                    ___.+..N];e
_
                                                                                                                                                                                              -
      - - - -.              ,
                                                                                                                        .-            ..-  -                                              -
Ml
                                                                                                                                                                                                    --
                                                                                                 .~x    . ,,      p  ;w.y;              .y
                                                                                                 .~x    . ,,      p  ;w.y;              .y
                                                                                                                                                                                                                     'EI
                                                                                                                                                                                                                     'EI M'            ,s e, ,,,
                                                                            . .
h p                                                            .
M'            ,s e, ,,,
h
                                    -
p                                                            .
         . M =a----                        - -
         . M =a----                        - -
                                                                                                                                                                               ^
                                                                                                                                                                               ^
                                                                                                                                                                                          -
: m. , a SO.Qlf[[;;{.:&-&
                                                                                                                                                                                                                  -
: m. , a
                                                ,
                                                                        $
SO.Qlf[[;;{.:&-&
                                                                         ?l G'      .l*3 ~.5
                                                                         ?l G'      .l*3 ~.5
                                                                                                               ?- l,;& & a sw                                                ..
                                                                                                               ?- l,;& & a sw                                                ..
                                                                                                                                                                                                -
                                                                                                                                                                                                           'y;;f
                                                                                                                                                                                                           'y;;f
                                                                                                                                                                                                                    .$
      !.
                                                                                                                             ~
                                                                                                                             ~
_
_
                                              '
                                                   ~                  '
                                                   ~                  '
8
8
                                                                                                -'
_L YYz. 2.                          .+.
_L YYz. 2.                          .+.
                                                                                                                                                                          . .
:.              .
                                                       --- - - s m _ _ _                                              * * = = = . . .
                                                       --- - - s m _ _ _                                              * * = = = . . .
Figure 11. Photomacrograph showing longitudinal                                                                                                                              ,
Figure 11. Photomacrograph showing longitudinal                                                                                                                              ,
crack in keyway corner.
crack in keyway corner.
h mO          .
h mO          .
                                                                                                                                                                                                  -
                                                                                                                                                                                                                           -e
                                                                                                                                                                                                                           -e
                                                                                                                                                                                                   .} Y
                                                                                                                                                                                                   .} Y
._


                                                                                              .!
                                                                                                   ;
                                                                                                   ;
                                                                                            '
                                                                                                -
                                                                    '
h          j                                  M3 L.g
h          j                                  M3 L.g
                                                                                          '
                                                               /
                                                               /
                                                                      '
i t
i t
                                                                                         ~
                                                                                         ~
l                          g$                        1          !
l                          g$                        1          !
ag yi m                                                                  <3
ag yi m                                                                  <3 i
                              ''                                            '
V (1 4 A  1              m }4 Q ''      b '44 h
i
(ggh lk h                                ,
          -
                    .
                      ,- ,.
V
                                  .
                                    .
(1 4 A  1              m }4 Q ''      b '44
                                                                                .- ,
h (ggh lk h                                ,
$re                                                                      Yf          j        el b
$re                                                                      Yf          j        el b
                                                      , .
C 2""e.
C
              -
2""e.
                 ~
                 ~
eg                                            4      ,t                3
eg                                            4      ,t                3
[Ik                                  i fk:i
[Ik                                  i fk:i j    h                            'k          f j
" " '
yi Q[,L maggn        i
                                                -
j    h                            'k          f j
                                                          ,
yi Q[,L
      '                                      .
maggn        i
                                     !h4    .
                                     !h4    .
J [t                      ;
J [t                      ;
i
i jn                                              '
        '
jn                                              '
hfI
hfI
       ;
       ;
Line 1,839: Line 1,011:
4 (1                  w            m j))
4 (1                  w            m j))
e    1          4
e    1          4
  *gg#2:=57Q3pjd1
  *gg#2:=57Q3pjd1 ji                .f            j
                                          -
ji                .f            j
   **,      . =:e.:rm:==:=na:$                                          d                        l
   **,      . =:e.:rm:==:=na:$                                          d                        l


Line 1,847: Line 1,017:
                                                                           \                        .
                                                                           \                        .
                               .a
                               .a
                                                  '
                                                                           /  s 4-
                                                    .
                           /. M' A,
                                                      '
i  .
                                                          ,
                                                                '
                                                                           /  s
                                    *: ,
4-
                                  ,
                              '
                                                                                                        .
                            '#' .
                                                                        .
                           /. M'
                                                        '
                                                              .
A, i  .
                                                                                .
(                ,
(                ,
a' :a = A :::: m :,
a' :a = A :::: m :,
1" P " " ' "" "" " ^
1" P " " ' "" "" " ^
_
w
w
          -
                                           ~                      &g9g
                                           ~                      &g9g
   'c'
   'c' j;      [    j U    e l                                                O.
                                                  ,_
j;      [    j U    e l                                                O.
#g
#g
      '
         +
         +
           ^
           ^
            -
              .. . ..
                      . . .
                                .
                                    ,...
                                      -
                                              .
:
                                                 --+n        .
                                                 --+n        .
k        9,y
k        9,y


.      ,
  ,
A wrw-h*            Q
A wrw-h*            Q
:                                                                                          .p
:                                                                                          .p m.
                                                                                ..'
                                                  -
m.
                                                                                            -
:s t
:s t
         <am
         <am
          ,
                 ,g&ye.i+,.y - -
                 ,g&ye.i+,.y - -
C              -
C              -
r~~ug.;-tw.eggr
r~~ug.;-tw.eggr
                       ;;- '                                                          $fh-f
                       ;;- '                                                          $fh-f
                                                    -.-              --          -
                                                                                       %t          -
                                                                                       %t          -
                                                                                                        .-
w __    =~CR=n                SSw.                        A.* ' :' .                    ,fr
w __    =~CR=n                SSw.                        A.* ' :' .                    ,fr
                                                                                                 ~.-
                                                                                                 ~.-
                                                                                                    -
                                                                                            .,
                                         "''"lL                                              '.                      .
                                         "''"lL                                              '.                      .
[
[
Line 1,919: Line 1,050:
s                                          -
s                                          -
                                                                                                           ...~...
                                                                                                           ...~...
                                                                                                                    ...
                                                                                                         .: sia j s,-
                                                                                                         .: sia j s,-
            <
g;            " f.j
g;            " f.j
                                                                                                                  .
:.                                                                                3
:.                                                                                3
                                                                                                                 ;.I
                                                                                                                 ;.I
                                                                                                                  '
                                                                                                "
               .,'                                                            ,,g i
               .,'                                                            ,,g i
                                                                                                                -
y.~ o w e,u: ~ ,f k
y.~ o
g as d%.ti                  <
                                                                                              -
w e,u: ~ ,f k
g
              . . .
                                                                                                    .        .,'
            -
                                                            -
as d%.ti                  <
T                              $%_ , -
T                              $%_ , -
                             $                                            ~-
                             $                                            ~-
                                                                                      .-
                                                                                           ,z. _ ~
                                                                                           ,z. _ ~
w@f
w@f
Line 1,947: Line 1,064:
W FiGV n.
W FiGV n.
                                                                                   ~@' ife'
                                                                                   ~@' ife'
                                                                                        .
                                                                                                                                   ~
                                                                                                                                   ~
                       ~.
                       ~.
p- , .    -
p- , .    -
_                                                **
w ,-                                            ,.            ,
* w ,-                                            ,.            ,
                            .
_,
                                                              . , ,
                                        .... , ,
                                                     .p.k^
                                                     .p.k^
                                                        -
_
_
littp u s. s s u Lu n,g
littp u s. s s u Lu n,g
                       ~'
                       ~'
Line 1,968: Line 1,076:
exw
exw
                           . :. tgge. ~, ..
                           . :. tgge. ~, ..
                                  .            -                                                      .
Figure 14. Photomacrograph showing the reconstruction of the shaft after forcing partial separations to completion.
Figure 14. Photomacrograph showing the reconstruction of the shaft after forcing partial separations to completion.
                                                                                                                              .,
                                                                                                                                     < -o
                                                                                                                                     < -o
                                                                                                                            -
                                                                                                                         )by )        IJU hh
                                                                                                                         )by )        IJU hh
                      .
                .
                                                                                        .-
                                                                      ,
: c. -
: c. -
                                                                                                     ~        W
                                                                                                     ~        W
_
                                         '''n    -
                                         '''n    -
                                                                      -
E=* % .            ;2                                        . . . ~
E=* % .            ;2                                        . . . ~
                                                                                                                  *          -.,
                                                                                                             -                      s
                                                                                                             -                      s
                                                                                                                     - - - .y    .3%.%
                                                                                                                     - - - .y    .3%.%
Line 1,992: Line 1,089:
y, -                                                                      +.
y, -                                                                      +.
                           ,                                        ,. .....  .=. . m
                           ,                                        ,. .....  .=. . m
                            -                                    _...
                                                                   .        y, , .-
                                                                   .        y, , .-
                                                                             -~
                                                                             -~
                            .,                                  -                                                                        -
                             %                    *-                        /L*iiRIMirEE, _~                                                            .g
                             %                    *-                        /L*iiRIMirEE, _~                                                            .g
         ..'. .a.g..D
         ..'. .a.g..D
                                                                                                                                                          .
                                          -                                                    - - - - --              ,
         ._,4 L.A%
         ._,4 L.A%
                                                                                         - -                        -,;;w z
                                                                                         - -                        -,;;w z
                                                                                                                       -- ~
                                                                                                                       -- ~
3
3
                                                                                                                                                                  @
. .x.g- .- mm      = =
. .x.g- .- mm      = =
                                                       ".. , , . . . .                                  ' ar? __
                                                       ".. , , . . . .                                  ' ar? __
                                                                                                          "
_.; m    ..
_.; m    ..
                                                                                                                                                      '
                                                          ._
                                                                                                                                           ..~5,.                    .
                                                                                                                                           ..~5,.                    .
  -  r. .'
  -  r. .'
    .
                   ~
                   ~
                                             ~
                                             ~
                                                     ~'
                                                     ~'
                                                                           'I'          L,),'                                                                    -
                                                                           'I'          L,),'                                                                    -
                                                                                            .
as
as
                                                                                                         - ~ gw"+; $ W
                                                                                                         - ~ gw"+; $ W
_
          -
                                                                                - -
_w                -
_w                -
                                                                                                                                                       --- ,. y.
                                                                                                                                                       --- ,. y.
                                                                                                                                                                  .
,~W
,~W
~S
~S W2Cw- ?-g        - -                - . . .            ~ , m. y m**-*:.Tew -
                        ,
W2Cw- ?-g        - -                - . . .            ~ , m. y m**-*:.Tew -
                                                                                                                      '
                                                                                                                                        -
                                                                                                                                          -
                                                                                                                                                  -
e p< - = _ gg - -
e p< - = _ gg - -
                                                                        -
-.
                 -~
                 -~
h h %5 Yhs
h h %5 Yhs fj h M O = C N                                                              -- -~. . . g                              =_..                            _
%,            .
fj h M O = C N                                                              -- -~. . . g                              =_..                            _
mwm;"=2 _ ,,
mwm;"=2 _ ,,
                                                                                    .
[.:-                                ~gl. .                  .-
[.:-                                ~gl. .                  .-
                                                                                                                -
                                                                                                                                                     ?
                                                                                                                                                     ?
   '4 .
   '4 .
                                 .:M                                                                          M        's~ h g:                      -
                                 .:M                                                                          M        's~ h g:                      -
                                                                                                                               ---a
                                                                                                                               ---a l3                          -
                                                                                                              -
l3                          -
Y      f.>
Y      f.>
                                         %?Tjgdesw.
                                         %?Tjgdesw.
Line 2,057: Line 1,126:
W..            . Y          .'    _        w~ e 74                                  %MSW                                                                                      p g:7
W..            . Y          .'    _        w~ e 74                                  %MSW                                                                                      p g:7
         ..y
         ..y
                                                                                                                                                            .
                                                                                                                                  -
                                                                           '%e                                    .-
                                                                           '%e                                    .-
                                                                                                                                           -          ;
                                                                                                                                           -          ;
             'y-
             'y-
_
                                                                                                                            ._
                     ~ ~- -                                                  .=
                     ~ ~- -                                                  .=
                                                                                               . -:. -g w-;-                : O ;;si;h
                                                                                               . -:. -g w-;-                : O ;;si;h c'
                                  ,                                                                    .
c'
                                 ~
                                 ~
c
c
                                                                                                                   ~ u.x s.p.
                                                                                                                   ~ u.x s.p.
1&
1&
          .-
m Fl                  y.
m Fl                  y.
                                                                            <
                                                                                          .'
M
M
                                                                                                     .5 S ~~sk,.:v? , r;
                                                                                                     .5 S ~~sk,.:v? , r;
                                                                                                                             , v        . ,y' .y, -
                                                                                                                             , v        . ,y' .y, -
                                                                                                                                       - +.      .r
                                                                                                                                       - +.      .r i  e      .
          >-
i  e      .
                                                                     ,vl.                          . . ~,
                                                                     ,vl.                          . . ~,
F u
F u
                                                              .
                                                                                                                                           ?;~*.
                                                                                                                                           ?;~*.
                                                                                                 -b y
                                                                                                 -b y
         .f                                            ~                                                                &h)''
         .f                                            ~                                                                &h)''
         --                                              k-                                    :e m                -_-          .i;.,, .
         --                                              k-                                    :e m                -_-          .i;.,, .
                                                                                                                                %.
Figure 15. Photomacrograph showing the fracture plane forced to complete separation. Location of plane shown on Figure 12.
Figure 15. Photomacrograph showing the fracture plane forced to complete separation. Location of plane shown on Figure 12.
                                                                                                                                       )e.s u1 nn            ))'
                                                                                                                                       )e.s u1 nn            ))'
                                                                                                                                                            '
                                                                                                                                                               ~
                                                                                                                                                               ~
                                                                                                                                                     %9At,et
                                                                                                                                                     %9At,et


      -
                    .
                                                                                                                                                                    '
f                                                              ,
f                                                              ,
,,
Y.k' * '                      ',W p;y&    i'                              9.NW.zp%y 2                  -l.1                              ,,Q            :
Y.k' * '                      ',W p;y&    i'                              9.NW.zp%y 2                  -l.1                              ,,Q            :
. .
_
v                                . >k;                                                  .          >c..
v                                . >k;                                                  .          >c..
                                                                                                                              .
                                                                                                                                            '
5
5
                            *              ..
                                                                    -
                                                                                                       ,,,        .. ?
                                                                                                       ,,,        .. ?
i f                                                      g
i f                                                      g w
                                                                                              ,
t          b .. .
                                                                                                .
                                                                                                                    '
w
* t          b .. .
r e
r e
4
4
                                                                                                 ..  .. .''; % W -
                                                                                                 ..  .. .''; % W -
                                                                                                                 . : a,g2
                                                                                                                 . : a,g2
                                                                                                              *
                                                                                                         . i .* Q.$%
                                                                                                         . i .* Q.$%
                                                                                                                          .
_
k~y C. :.. ''. .w.
k~y C. :.. ''. .w.
s
s
       .j?[y,
       .j?[y, i _ kY R:;/T s\
                                          ' ' '
i _ kY R:;/T s\
                                                                                               .c ukM(N    _
                                                                                               .c ukM(N    _
2 . ._ i.
2 . ._ i.
                                                                                                                                   .-M.Q
                                                                                                                                   .-M.Q
_
                                                                                                                                                              -
   . %, ' a ;,,
   . %, ' a ;,,
                                      '
                                           ,,e
                                           ,,e
                                                                          '
                                                                                 .-            . .;Q%                              .' 1. 3:s . . .l
                                                                                 .-            . .;Q%                              .' 1. 3:s . . .l
'                                                                                          *
                                           =  4              '
                                           =  4              '
1          4-
1          4-
                                                                                                                                                          .%
'
         $      )
         $      )
                                             . Sm
                                             . Sm
Line 2,152: Line 1,181:
                                                                                 ..y
                                                                                 ..y
                                                                                                   ' AT.
                                                                                                   ' AT.
                                                                                                      - . , .
r; r
r; r
                                                                                                                 &g i      ~*h+              %:    ,Q..d,2d                Xy
                                                                                                                 &g i      ~*h+              %:    ,Q..d,2d                Xy
Line 2,158: Line 1,186:
                                                   ~-
                                                   ~-
                             .                                                                                            p L-]
                             .                                                                                            p L-]
  .
1 *                                            .                    . %
1 *                                            .                    . %
          ,_
                               /              f f,"'~~            ;
_ _
                               /              f
                                                                      '
f,"'~~            ;
g UK A                                                                                        n
g UK A                                                                                        n
                                                                                                    .
                                                                                                              >    ,_
                                                                                                                                          ,
                                                                                                                                           . - .                  4
                                                                                                                                           . - .                  4
.=_                  -      g ,_,_, ,                                                                            .,                                  ..
.=_                  -      g ,_,_, ,                                                                            .,                                  ..
_ j' *=-
_ j' *=-
_
_
                                                                                      -
                                                                                               . E.
                                                                                               . E.
fg                                                                                            n                                                  -
fg                                                                                            n                                                  -
f,                  m
f,                  m J .73          f
                                              ,
J .73          f
_-
                      ''
                                  -
                                                                                                                                                                    -
                                                                                                                                            ..
                                                            ..                        _
                    -                          -
                                                               -                          .,                = ...                        WP-MMA.=                            T                @ ii                              [E                                                        1
                                                               -                          .,                = ...                        WP-MMA.=                            T                @ ii                              [E                                                        1
             -                =
             -                =
                                                                            -
                                                                                                                                       $(  ,        ,
                                                                                                                                       $(  ,        ,
                                                                                                                                                              .
h                  7q                                                              Figure 16. A series of g
h                  7q                                                              Figure 16. A series of g
                                        ,
                  ..
                        --
                                             =_-                _ ,
                                             =_-                _ ,
scanning electron micrescope
scanning electron micrescope c
                              '
c
                                                              ' " '
                                                                         -5              ,
                                                                         -5              ,
r                                        photomicrographs traversing
r                                        photomicrographs traversing piece A in Figure 14.
                                                                                          .
                                                                                                                                .
                                                                                                                                                                  ,
piece A in Figure 14.
                                                                                                                                                                      <
a
a
                                                                                                                         ?W                    _
                                                                                                                         ?W                    _
                                                                                                *
                             =  -
                             =  -
$ n~._AI
$ n~._AI
  -                      >m N                          J d~n@_ M 3                a-                    ,;8
  -                      >m N                          J d~n@_ M 3                a-                    ,;8
                                                                                                                   ,n
                                                                                                                   ,n
                                                                                                                                     -y.-+4'
                                                                                                                                     -y.-+4' EBBRBEEE e., - ,,
                                                                                                                                                    -
EBBRBEEE e., - ,,
                #
                                                                        ,
                                                                                 ,y                                              **
                                                                                 ,y                                              **
A~9                              :
A~9                              :
Line 2,230: Line 1,220:
                                                                                                               -x-          ,, 4[v[n9        AR
                                                                                                               -x-          ,, 4[v[n9        AR
                                             ';4,y e / p...;                                                    ,
                                             ';4,y e / p...;                                                    ,
                              '
             .;                                                                          a
             .;                                                                          a
[,.        ,-
[,.        ,-
Line 2,236: Line 1,225:
I
I
                                     -s .3, , * .,, . j. 'm.                      .
                                     -s .3, , * .,, . j. 'm.                      .
                                                                                  .
              ,
: w. .                  . _                                                                  s                      4                              ,.  ,
: w. .                  . _                                                                  s                      4                              ,.  ,
5_.
5_.
                                                                                                                                                                *
        *
               'I . ? . . .. _ !
               'I . ? . . .. _ !
                          .
                                                                                   's._,_l________._
                                                                                   's._,_l________._
                                                                                                                   *L_'_<_
                                                                                                                   *L_'_<_
                                                                                                                   ;.                , _ E [___
                                                                                                                   ;.                , _ E [___
                                                                                                                                    . . -          --                  -    -                        -
                                                        .. -.


.
  . ,
      ,
                                .
62X 3
62X 3
Figure 17. Fractograph sh wing portion of locus of crack inttiation (corner of keyway).
Figure 17. Fractograph sh wing portion of locus of crack inttiation (corner of keyway).
u  su a
u  su a


  .
,.  .
      ,
        .
              . . _
               ..              .,,,.,,.:. ..                    ..w      .
               ..              .,,,.,,.:. ..                    ..w      .
                                                                            .
                                                                                           ......s
                                                                                           ......s
                                                                                            .
                                                                                                                 . , ., 2 : ,. ..., ;t ..                    . g.e
                                                                                                                 . , ., 2 : ,. ..., ;t ..                    . g.e
                                                                                             .. .; - ~: .. . . p y . w ...ge.
                                                                                             .. .; - ~: .. . . p y . w ...ge.
                                  -
             .--                            g ..,.  --      ., . .-
             .--                            g ..,.  --      ., . .-
                                                                                                                                                        ,
                                      ..        .                            .-                                    .
                     * ;5 1 t,M ;jJ flij,r n h i*i f* M                                                                                                s            '
                     * ;5 1 t,M ;jJ flij,r n h i*i f* M                                                                                                s            '
q . - tQ ; - ~ ~. ..                                                                    =                                  .-
q . - tQ ; - ~ ~. ..                                                                    =                                  .-
                                                                                                                                           ..y*w y r. ; < -*
                                                                                                                                           ..y*w y r. ; < -*
                                                                                                                      ,-
               . r . . .s c , ype -
               . r . . .s c , ype -
M
M
                                                                                                        .
                                                                                                                                 *.                      v =. -~
                                                                                                                                 *.                      v =. -~
                 .h                  f rn                    _a    .%. w .
                 .h                  f rn                    _a    .%. w .
a
a
_
                                                                                                             *- - * ;-
                                                                                                             *- - * ;-
                                                                                                                         . ,a
                                                                                                                         . ,a
                                                                                                                              *
                                                                                                                                     ~~
                                                                                                                                     ~~
                                                                                                                                       -            . .i :-,
                                                                                                                                       -            . .i :-,
                       .-          .u.--                  p ^. .
                       .-          .u.--                  p ^. .
                                                                                                    .
:..
                   .pu        : 3..ep                                            ,
                   .pu        : 3..ep                                            ,
                                                                              . . ..
                                                                                           ,.-. 'an,. ..            :-s-A  .
                                                                                           ,.-. 'an,. ..            :-s-A  .
                                                                                                                                   ,.?
                                                                                                                                   ,.?
Ag
Ag
                                                                          . . , -
                                                                                             ,                p ; .. #g,, .                                            -
                                                                                             ,                p ; .. #g,, .                                            -
e t .f .p -: - - .b :4T-:                -                                ..                                        m' 3                                '.
e t .f .p -: - - .b :4T-:                -                                ..                                        m' 3                                '.
                  .
                                                                                  .
                                                                                       ..                kg..f.,o=.'.      ,            e
                                                                                       ..                kg..f.,o=.'.      ,            e
               *. _        ,%, f _                          -
               *. _        ,%, f _                          -
                                                                         . . , _j .                          j.=j " '; -Q,.) ., ,Q''                          .,
                                                                         . . , _j .                          j.=j " '; -Q,.) ., ,Q''                          .,
                                                                 $ $ ;-[
                                                                 $ $ ;-[
                                                                                                                                                                      '
               .2. .' A, ';.                  .                                                          .. ?-ft.}:Q s            n-4 .'. ".. .....
               .2. .' A, ';.                  .                                                          .. ?-ft.}:Q s            n-4 .'. ".. .....
4 s ,A                            ..          r*                          %            e
4 s ,A                            ..          r*                          %            e
                                                                                                                                            *
                                                                                                                                                  ,
                                                                                                                                                          -*
                                                                                                                                                     %, Ng,-.
                                                                                                                                                     %, Ng,-.
                          . .                                                                                                            -
                                                                                                                        .-
4 ~;. , g . s- g,                                        .
4 ~;. , g . s- g,                                        .
1, c -
1, c -
                                                                                                                      .. .-
s
s
                                                                                                                                                       .            sh
                                                                                                                                                       .            sh
Line 2,324: Line 1,275:
                                                                                                                       \ ' t-A . -p .                                                                                                                    ue:
                                                                                                                       \ ' t-A . -p .                                                                                                                    ue:
hK.#, 5,:.Q                                    4 M[gy/$
hK.#, 5,:.Q                                    4 M[gy/$
                                                                          .
                                                                                            '
1                                                ,,
1                                                ,,
                                                    .                                                .
190X Figure 18. Fractograph of crack origin in corner of keyway.
190X Figure 18. Fractograph of crack origin in corner of keyway.
                   ;) A'' 7 3i r3.
                   ;) A'' 7 3i r3.
Line 2,334: Line 1,282:
                   . J ,._ . ,                                                                                    .,
                   . J ,._ . ,                                                                                    .,
                                     . :,n.(
                                     . :,n.(
                                                  ..
                                                                                                                                                       . w-e-              + :.w
                                                                                                                                                       . w-
                                        .
                  <
                                                                                    ..
e-              + :.w
                                                                                                                   +
                                                                                                                   +
                                                                                                                 ,4:(                          ..-              -
                                                                                                                 ,4:(                          ..-              -
                         ). ' & .4 ,
                         ). ' & .4 ,
                          .
                                                .                            .
                                                                                        .
hy ,; f.                                  J. .-
hy ,; f.                                  J. .-
c= k ".
c= k ".
                          '
                                                       #'~
                                                       #'~
l4 k-M'      M b$5,,
l4 k-M'      M b$5,,
                                               ' ~3 -,f,3
                                               ' ~3 -,f,3 I.                                                      p,                      - Og            p= 9                                    t.
                            '
                    .
                                                                                                            ,                .          .                          ._
I.                                                      p,                      - Og            p= 9                                    t.
                        .
                                             ,              A                                                                                                ,. pg.
                                             ,              A                                                                                                ,. pg.
                                                                                                                                                                  '
                                           . . 4 w.,.r~ e ,                                  $. ? M            # nA:.\ -yw.:
                                           . . 4 w.,.r~ e ,                                  $. ? M            # nA:.\ -yw.:
                      .
                                      ,                                        .,
c, ..              :.-
c, ..              :.-
                                                                                                                                                                          .
                                     ..g..g #
                                     ..g..g #
a p" , * ' *h f~-
a p" , * ' *h f~-
                                                                        .
                                                                                                             ,              hh% *, ' N.;
                                                                                                             ,              hh% *, ' N.;
                          '
                                 - . p. .U:p.. 7,,                                  .              T. .','.i 7. ..'. - WM.
                                 - . p. .U:p.. 7,,                                  .              T. .','.i 7. ..'. - WM.
                                      .                                .
                                                                                                                          .
                                                                                                                                           .w
                                                                                                                                           .w
                                                                                                                                           ,q.V                    v..
                                                                                                                                           ,q.V                    v..
Line 2,378: Line 1,304:
                                                                           .Q                                                                                    %;
                                                                           .Q                                                                                    %;
                                           '..;<~,,                :_
                                           '..;<~,,                :_
                                            .
                    ..
                                                        ,
                    '
i
i
: =.L% C,9 ts.:>?s ..w'<: 3, +w c: :. . %. ,
: =.L% C,9 ts.:>?s ..w'<: 3, +w c: :. . %. ,
                                                                      .                    ..                        . . . _ .
                                                                                                                          "                '#
                               ,...",as)..-.
                               ,...",as)..-.
                              ,,
                                               .                      _ ;- ,p ' . . ) _ ' ^
                                               .                      _ ;- ,p ' . . ) _ ' ^
yg ..
yg ..
                                                                                              -
x, t_.,,g..
                                                                                                                                .
_ .
                                                                                                                                                  -
x,
                                                                        .
                                      .
t_.,,g..
                                                    .,
                                                            .
                                                                          ,.
_-                3:;.. . . . .
_-                3:;.. . . . .
_
_        s. ..
_        s. ..
                                                                                                                                                           .,.5 620X
                                                                                                                                                           .,.5 620X
           .                    Figure 19.                                Fractograph of detail in crack origin area,
           .                    Figure 19.                                Fractograph of detail in crack origin area,
                                                                                                                                                                             ,og
                                                                                                                                                                             ,og r, i R '')
                                                                                                                                                                              .
                                                                                                  -
r, i R '')
l, ;--
l, ;--
                                                                                                                                                                                    -
                                                                                                                                                                                        -
t
t
                                                                                                                                                                                               / _
                                                                                                                                                                                               / _


.
    .
                                        .
                                                                    .
                                              -                <
A        .,
A        .,
v.'
v.'
Line 2,426: Line 1,324:
: 1. '.                    $%2 7 '1, *
: 1. '.                    $%2 7 '1, *
                         ,              '$ %                  e
                         ,              '$ %                  e
                                                                .
                       .                                        y 9
                       .                                        y
T e; ;
:                                            -
9 T
e; ;
I;i
I;i
                     *v                                -
                     *v                                -
1400X Figure 20.        Fractograph showing detail in crystallographic (" rough")
1400X Figure 20.        Fractograph showing detail in crystallographic (" rough")
fracture surface area.
fracture surface area.
__  ..
            .                                                    .-
um
um


    .
                                                                                                                                            <
y
y
  .  .  .
                                                                                                             ,                    sm        i ig                ....,
        -
e 3
                                                                    .                                                                      <
f1 J
                                                                                        .
.
                                                                                                             ,                    sm        i
_
ig                ....,
e
                                                                                                                                                      '
3 f1
                                                                                                                                        .
                                                                                                                                    .
J
                                                                                                                                  - .
                               . . . .        .i.m  iii 50X Figure 21.                        Fractograph of beach mark in secondary crack propagation system.
                               . . . .        .i.m  iii 50X Figure 21.                        Fractograph of beach mark in secondary crack propagation system.
                     ' & W rQ'~? W5? %?S$5h
                     ' & W rQ'~? W5? %?S$5h
Line 2,465: Line 1,344:
                     . : reif,.. r _w
                     . : reif,.. r _w
                       .r.
                       .r.
                            .
::!.? ,. 4.iG .    .
::!.? ,. 4.iG .    .
D...
D...
                                                                                                 .y . . .
                                                                                                 .y . . .
                                                                                                 - ._,tt .Y.          ..
                                                                                                 - ._,tt .Y.          ..
                                                                                                                          -
8.:,.V
8.:,.V
                                                                                              .
                       .y
                       .y
                       . . ,. 4-;    . , , g :F .p'*                                                  ..;
                       . . ,. 4-;    . , , g :F .p'*                                                  ..;
                                                                                            -
                                                                  .. -
                                                                  '
                     . .To.'                        i                                  ,
                     . .To.'                        i                                  ,
iW
iW A'*"<                                                    .A-
                    %                      ,
A'*"<                                                    .A-
                       ~
                       ~
                                             ". A. Q                            Q:                                            'y:
                                             ". A. Q                            Q:                                            'y:
                                                                                                                             - v.,
                                                                                                                             - v.,
                                                                                                                                  .
                      .
                                  ,,..                ..,.                          . .        .
                                                 '~
                                                 '~
                  ''
kgy                .;SY.h.&,
kgy                .;SY.h.&,
                                             ,                                    .        . e t..              W. .                  4
                                             ,                                    .        . e t..              W. .                  4
Line 2,495: Line 1,362:
d.'N                  4
d.'N                  4
                                                                                                                     .[
                                                                                                                     .[
                  '.
                              .
                               ..                          ;                                                          .-J : . .
                               ..                          ;                                                          .-J : . .
                            *                            .
                                                                      . . . .:
                                                                                    .
                                                                                                         . .,.k.  .
                                                                                                         . .,.k.  .
                                                                                                                     .s: . .
                                                                                                                     .s: . .
                                                                                                                    .
                                                                                                                              .
                                                                                                                                -
I l k . . .., f,s~ '.'*,                                        . v.iikkg7Sh .]'Q,g.
I l k . . .., f,s~ '.'*,                                        . v.iikkg7Sh .]'Q,g.
                     ~
                     ~
Line 2,514: Line 1,373:
                             '% [ . . .f .;,                        yhe              h .'g.'4  h**y e7 **. 4. L%;;                    9 s?; - G, ,
                             '% [ . . .f .;,                        yhe              h .'g.'4  h**y e7 **. 4. L%;;                    9 s?; - G, ,
: p.            ..
: p.            ..
                                                            .
                                                               , f..g
                                                               , f..g
                                      ..
                                                         -.s    ; .                                            .-s 50X Figure 22. Fractograph of beach mark in secondary                                                                                          9 crack propagation system. Mixed mode                                                                        D-fracture is present in the mid-regic of the photo.                                                                                              ,
                                                         -.s    ; .                                            .-s 50X Figure 22. Fractograph of beach mark in secondary                                                                                          9 crack propagation system. Mixed mode                                                                        D-fracture is present in the mid-regic of the photo.                                                                                              ,
a
a


        '. . ..
                ,
                  .                                                  ,
y
y
                                                                   ~ty 4
                                                                   ~ty 4
                                                        .
t 500X Figure 23. Fractograph showing crack growth character preceding beach mark in secondary propagation system.
. . _ _                                              ,
t
                                                                            .
500X Figure 23. Fractograph showing crack growth character preceding beach mark in secondary propagation system.
                                    .
4 500X Figure 24. Fractograph showing crack growth characte beyond last beach mark in a secondary propagation system.
4 500X Figure 24. Fractograph showing crack growth characte beyond last beach mark in a secondary propagation system.
                                                                                      '
                                 ....                                                    1569 145
                                 ....                                                    1569 145
_


  .
.,
    . ...,-
                                              -
b, 9 '    )
b, 9 '    )
                                                    ,
                                                                  '
                                                                      '
                                      .
fi        ,
fi        ,
                                                           ~
                                                           ~
                                                                    .
ul                      '-
ul                      '-
                                                  ..
b                              -
b                              -
                                                ,.
q
q
                              -
:  ,_ _                                              1 Il e
:  ,_ _                                              1 Il
4 4
                                                      .
500X Figure 25. Fractograph showing detail of mixed mode fracture character near beach marks.
e 4
4 500X Figure 25. Fractograph showing detail of mixed mode fracture character near beach marks.
                                                                          .
                          *    .


.. .                    ;                          :.    ~~
.. .                    ;                          :.    ~~
    ,,
          *
            ,,
4:-    *
4:-    *
                                         .(  'l
                                         .(  'l d'
                                      -
                        ,
                          ,
d'
                                                . . -
_ _
M "&
M "&
_
f              _m s
f              _m s
                 .o
                 .o
                                                                 - ,.3        q
                                                                 - ,.3        q Figure 26. Crack Surface Perpendicular to Shaft Axis            550X
_                          _
Figure 26. Crack Surface Perpendicular to Shaft Axis            550X
                                                        .-
                                                               ~
                                                               ~
                          ,
                                                                                                  .
                                           - g5=- ,
                                           - g5=- ,
                                                                              .
        .
Figure 27. Crack Surface Parellel to Shaft Axis.              550X Appearance of Fracture Surfaces Generated by Impacting Saw-Notched Rectangular Bars of.the 17-4 PH Shaft Material .          . r , ')
Figure 27. Crack Surface Parellel to Shaft Axis.              550X Appearance of Fracture Surfaces Generated by Impacting Saw-Notched Rectangular Bars of.the 17-4 PH Shaft Material .          . r , ')
4
4
                                                                                                 } [}7 0
                                                                                                 } [}7 0


    '
.
  .-    ..                                                        ,.
                   '' ~
                   '' ~
*
             * -              ~                  y p% '
             * -              ~                  y
                .
p% '
* 3 ; 'g~
* 3 ; 'g~
                                -
                                         , . g- y. ..M sn \
                                         , . g- y. ..M
                                                               ... N j' . Q N MDbh-;
                                            .
sn \
                                                               ... N j' . Q N
                                    ,
                                                      '
                              ..                                                                                                                  .
                                '              '
                                                  .
MDbh-;
                                                            .
                                                                  '
                                                                       . Mpg            \                x s q g .s Y .'
                                                                       . Mpg            \                x s q g .s Y .'
                                                                              -
                                                                                                   ,~ -
                                                                                                   ,~ -
                                                                                                                              '
                                                                                 ? ,- Q ,. -:.
                                                                                 ? ,- Q ,. -:.
                                                                                                     .R.
                                                                                                     .R.
                                                                                        ''
l ..                't9'OR -              '
l ..                't9'OR -              '
Keyway
Keyway
Line 2,625: Line 1,420:
: 7. ' '                                  . ' ' '?                    Vertical
: 7. ' '                                  . ' ' '?                    Vertical
                                                                                         '..,-    ~ --                        -
                                                                                         '..,-    ~ --                        -
2p,.                P1ane
2p,.                P1ane n                                    . :s:
                                                                                          ,.
n                                    . :s:
                                                                                                                                          .
                                                                                                                            '"
D                        ... [.[.    ,
D                        ... [.[.    ,
Crack Orisin
Crack Orisin
                                                                                                                            '
                                                                                                     -.                    .. :~
                                                                                                     -.                    .. :~
Transverse Plane                                                                                    10X Y
Transverse Plane                                                                                    10X Y
Line 2,638: Line 1,428:
                             %r                                              h.?.. xMD.>$$.::f.  .            -
                             %r                                              h.?.. xMD.>$$.::f.  .            -
                                                                                                                         .                  5h.
                                                                                                                         .                  5h.
                                                                                                                                                    ..
5??                ~
5??                ~
P'            s                                                                        .
P'            s                                                                        .
                                                       .                  .x                        ?f
                                                       .                  .x                        ?f
                            <            '
                                               .g          -            , %                            ;,
                                               .g          -            , %                            ;,
                                                                                                                                                      '
                            $              '          -
                                                                                                        -
ser? '
ser? '
                                                                                                                .
                                                                                                                                  ,
iber 4
iber 4
                                                                                                                                    ,
                                                                                '
                                                                       $              p                .Ys        s ,*,                          9
                                                                       $              p                .Ys        s ,*,                          9
                                                                                                     *TV'                                        :,4
                                                                                                     *TV'                                        :,4
                                                                '                                    -
                                                                                                             ~
                                                                                                             ~
                                                                                                                                                 'i
                                                                                                                                                 'i
                                                                                    .
                                                                        .,                                            .
                                                                           ~~*
                                                                           ~~*
t                                                    ..                                                        v;
t                                                    ..                                                        v; y
                            '
                                                                                                                              .
y
                                                                                        .
RQ  ,m
RQ  ,m
                                                                                     ,j'                                              , .a% w e* ;. N.'! ,
                                                                                     ,j'                                              , .a% w e* ;. N.'! ,
                                                                                                  *
_                  'iWr.3 Longitudinal Plane                                                                              150X 1a 3r,;        -
                            '
__                  $*.        -
_                  'iWr.3
                                                                                                                                        '
Longitudinal Plane                                                                              150X
                                                                                                                                                              -
1a 3r,;        -
iao iso /
iao iso /
Figure 28. Optical Photomicrographs Illustrating Microstructural Crack Profiles                                                                                          g pp @
Figure 28. Optical Photomicrographs Illustrating Microstructural Crack Profiles                                                                                          g pp @
                        ..        _.        _
      - .            .


. .
          '
    . .-.,
              .
                                                          .
                                                             .,4 . ,
                                                             .,4 . ,
                                                             .bh[EY 'ba3
                                                             .bh[EY 'ba3
Line 2,691: Line 1,451:
                                                         * **4d! J ^;5J. mW,
                                                         * **4d! J ^;5J. mW,
                                                                           .            ,4
                                                                           .            ,4
                                                                                          ..
                                                                               '.".Fe [' , (.c.
                                                                               '.".Fe [' , (.c.
L* ,*3        : ,
L* ,*3        : ,
                                                                            -
                                                                                   < _ - 4. , .
                                                                                   < _ - 4. , .
                                                         ,,_ 3        -
                                                         ,,_ 3        -
                                                                                                ,
                                                              .
4
4
                                              '
                                                                                      .
                .. -
                  -...
                                  **      ,
_a *.
_a *.
* OhW. p-        ,
OhW. p-        ,
7X Figure 29. Optical photomacrograph showing the profile of the keyway. Note the absence of fillet in the keyway corner.
7X Figure 29. Optical photomacrograph showing the profile of the keyway. Note the absence of fillet in the keyway corner.
                                                                                                              .
                                                                                                   ~      . .-
                                                                                                   ~      . .-
                                                                                                           'I 0 ~)
                                                                                                           'I 0 ~)
a
a M D.}}
                                    .
M D.}}

Revision as of 05:48, 2 February 2020

Final Rept on Examination of CR-3 Decay Heat Pump Shaft. Submitted to Met Ed
ML19210A814
Person / Time
Site: Three Mile Island Constellation icon.png
Issue date: 09/24/1977
From: Rovder J, Sarver L
BABCOCK & WILCOX CO.
To:
Shared Package
ML19210A813 List:
References
LR:77:5276-01:2, LR:77:5276-1:2, NUDOCS 7910310704
Download: ML19210A814 (35)


Text

I etesearch ar.d Develop nent 0: vision N 4E ANnce Researen Center Athance. ohio 24601 K. E. MOORE - TECHNICAL STAFF, NPGD, LYMCHBURG R oa L. W. SARVER/J. S. ROVDER - METALLURGY SECTI0k, ARC .c. o. . s. .

file h-Cust' METROPOLITAN EDISON or Ref. LR:77:5276-01:2 Subj. FINAL REPO.1T Ofl EXA'UNATION OF CR-3 Data SEPTET'BER 24' 1977 DECAY HEAT FIIMP SHAFT

=

This 'ette' tr. Cover 09e Cuttomer and one swegect oney INTROCdJCTION This report describes the metallurgical evaluation and failure analysis of a broken CR-3 decay heat pump shaft. This failure occurred last year at the Crystal River N.S.S. facility of the Florida Power Corporation. The decay heat pump shaft was fabricated t:y the Worthington Pump Corp. from 17-4 Ri stainless steel.

It is our understanding that similar equipment from Worthington was installed in other N.S.S. units at about the same time. At issue is whether other sites may face the potential of a decay heat pump shaft failure.

The purpose of this failure analysis is to attempt to identify any material problems or pump design problems which may have caused or contributed to this failure and, therefore, would raise questions about similar equipment at other sites.

CONCLUSIONS The 17-4 Fil stainless steel decay heat pump shaft appears to have failed by a fatigue mechanism. It appears that a non-filleted keyway design contributed substantially to the failure through a stress concentration effect. Further, it appears the material was not carefully heat treated (adequately tempered) to the specified condition and thus was placed in service in a more brittle and less fatigue resistant condition than intended for the application. It secns prc%ble Distributien (CCMPANY LIMITED) This information is freely available to all Company personnel. Written aporaval by sponsoring unit's R&D coordinator is required only if release outside of the Company is requesteJ.

C I$r3 P.S. Ayres - ARC R.U. Claser DC E.L. Locan - NPGD G. Musat - ABC H.S. Swenson - ARC Library (3) - AP.C

}et)

Du D.F. Levstek - iZD J.D. Phinney - ilPGD Matallurgy File 7 910310 70bd

Babcock &Wilcox '

LR:77:5276-01:2 September 24. 1977 Page 2 that this failure would not have occurred if a filleted keyway design had been

' used and if the shaft had been properly heat-treated.

RES'LLTS MATERIAL CHARACTERISTICS ASTM A564 Chemical Composition Grade 630 -

Chemistry Emission Specified Spectrographic Wet-Chemical for 17-4 PH Chemical Analysis Analysis of Certification Chemical Analysis Stainless Steel of Failed Shaft Failed Shaft Wt. %

Wt. % Wt. %

Element Wt. %

.05 .043 .07 Max C .04 ,

.35 .31 1.00 Max Mn .36

.01 3 .017 .04 Max P . 012'

.011 .012 .03 Max S .01 2

.67 .60 1.0 Max Si .65 15.8 15.90 15.5-17.5 Cr 15.8 4.6 4.5 4.36 3.0- 5.0 Ni s

Mo .11 Cu 3.6 V .02 Al <.01 Ti <.01 to .05 Cb .29 l .40 {

Ta .01 )

15 0 9 l i b ) 0.15-0.

I

  • r. .J (!' e s
  • b *)

s c abcock &Wilcox LR:77:5276-01 :2 September 24, 1977 Page 3 TENSILE TEST DATA 0.2% Yield  % Elongation *; Reduction Ultimate Tensile Stress (osi) Stress (psi) (0.8 inches) of Area Shaft Specimens With Fracture Plane Perpendicular 54.6 161,000 160,000 15.0 of Shaft Axis 1 (Longitudinal) 2 161,000 160,000 13.8 52.7 Shaft Specimens Wich Fracture Plane Parallel 1 158,000 153,000 7.5 14.7 to Shaft Axis 154,000 7.5 14.7 (Transverse) 2. 157,000 Typical H-1150 Properties 147,000 139,000 20 63 Longitudinal 147,000 136,000 15 44 Transverse Typical H-1025 Properties 163,000 160,000 17 58 Longitudinal 162,000 159,000 13 32 Transverse HARDNESS DATA Schematics shown below illustrate the distribution of hardness values on transverse and longitudinal cross-sections of the shaft and in the corner of the keyway. The transverse cut was located about 1-1/2 to 2-1/2 inches from the seapration towards the thread end of the shaft. The longitudinal cut was taken from a sleeved portion of the shaft.

}509 li7

a..,.......,

s CC.JCOCX&'.'.':1COX Page 4 LR:77:5276-01:2 September 24, 1977 3 I.C' *3'*

33 . 33 I 33-34.f W 5Y S.f 37 '34 3.i 3Y 34*

s 34 b.+

    • 5' 24 54

. . 33 3.Y S.V B.V .5.V . S.V 34 24 3.Y 32 3V. 3r 14.C w J 34 3f '

yd SG 37 N 33.f.

34

  • A LL H A A,BAJES S V4LO G'i tor A G (d e

'35 t.osAren ll *- 1) ~ f. eon Yaa f en e rv a. G . .S4 7"f+ i s a s P A tt r o a ru e- *SE SHAPT I= lto M ou ryc ' %\

Ps.e s s  :,7 g g,g g , 3{

f.orJ GWubN AL.

35 L 'I

) 5!j 3 } l 'd

, ,. . . w Schcoch ;Oilcox Page 5 LR:77:5276-01:2 September 24, 1977 MICROSTRUCTURE The shaft microstructure consists predominantly of tempered martensite.

Minor quantities of delta-ferrite and columbium-containing inclusion stringers are also present. Fine particulates of copper are dispersed throughout the microstructure. Prior austenite grain boundaries (sASTM 2-3 grain size)' are delineated by copper particles. Microstructures are illustrated in Figures 1-4.

FAILURE CHARACTERISTICS Cracking occurred at and around the location where the shaft fits into the sleeve. The ultimate separation occurred on a crack plane inclined to the shaft axis which grew from a location at the junction of shaft and sleeve. Other cracks traversed nearly the entire cross-section on inclined planes to the axis (in opposed senses) bud did not completely sever. Examples are shown in Fgiures 5-10.

Surface damage was sustained on the completely separated (crack) surfaces and both the shaft and sleeve surfaces. All of this appeared to be after the failure damage. Damage on the shaft surface was confined to a region between some cracks but not others; rubbing on the sleeve surface was located about 180*

opposite the shaft surface damage. Damage to the separated crack surface appeared to be due to impingement during shaft rotation after separation.

Cracks passing through the cross-section were separated by as much as 1 to l-1/2 inch (measure of divergence) along the shaft axis. All these cracks are tied to a common feature, which is a longitudinal crack about 3/4-inch long located in one corner of the shaft keyway. This is illustrated in Figure 11.

The shaft was systematically forced to fracture through the cross-section along the existing nearly-through-shaft crack planes. Thus, major cracks associated with the extremities of the longitudinal crack were exposed. Further the stub of the shaft within the sleeve was removed for excmination. These pieces are illustrated in Figure 12.

A rough fracture surface area was noted beside the keyway on the shaft section removed frca the sleeve (arrow on Figure 12). A continuation of tnv fracture area was found after forcing the adi 2nt cracked area to complete separation . This is illustrated in Figures 13-15.

} sal !lY g

ca.......,

Bibcock&Wi'cox Page 6 LR:77:5276-01:2 September 24, 1977 The fully exposed rough fracture surface area is seen to be derived from the longitudinal crack in the corner of the keyway. The plane of the rough fracture is parallel to and effectively an extension of the plane of the bottom of the keyway.

Several discrete fracture propagation systems were seen to extend from the extremities of the rough fracture area. These are all typified by smoother surfaces, by radial patterns and some " beach" markings. Arrows on Figures 9 and 15 show propagation patterns emanating from the keyway corner at the extremity of the rough fracture area on two of the major crack planes.

On other similar inclined fracture planes, similar fracture characteristics are observed.

FRACTOGRAPHY A traverse across the fracture area illustrated in Figure 16 via Scanning Electron Microscope (SEM) revealed fracture characteristics shown in Figure 14.

Three discrete fracture zones are noted: (1) flat surface in a narrow band immediately adjacent to the keyway corner, (2) microscopically rough angular surface extending about 1/2 to 3/4 inch from the keyway corner and (3) smooth surface initiating abruptly at the extremity of rough surface.

Figure 17 illustrates a portion of the locus of crack initiation at the corner of the keyway. Figures 18 and 19 illustrate details near the origin.

Figure 20 shows the crystallographic character (looks " cleaved") which generally typifies the fracture surface at the origin.

Figures 21 and 22 show two different " beach" markings from a secondary propagation system. Figure 23 illustrates growth character preceding the last beach mark while Figure 24 illustrates growth character beyond the last beach mark (fast growth). Mixed mode conditions such as illustrated in Figure 25 were sometimes found near beach marks.

Sample bars were notched and hamer impacted at ambient temperatures to produce examples of high strain rate overload fractures. Fractogrghic cxam-ination showed that the surfaces generated viere micro-dimpled (illuurated in Jr 7 i .; V / 1l *L Un

Babcock & Wilcox Page 7 LR:77:5276-01:2 September 24, 1977 Figures 26 and 27); thus the material appeared relatively tough.

METALL0 GRAPHY Metallographic analysis showed that crack propagation was essentially transgranular with respect to both prior austenite and martensite grains.

The pattern of propagation was observed to be typical of fatigue cracks. These

~

points are illustrated in Figure 28.

DISCUSSION PRIOR HISTORY It has been found that Worthington does not have heat treat recorder charts to prove that the 17-4 PH material was heat treated to the desired H-il50 condition, prior to machining in their shops. Worthington has advised that their normal fabrication process ms to 1) rough machine (including keyway), 2) heat treat, 3) final machine. Worthington records of material certifications and heat treat charts dated prior to 1971 have been discarded.

B&W did not, at the time of the order, invoke any special NDE or QA requirements on the shafts for the# Decay Heat Pumps.

Material certifications have been located in B&W records. These show that material was supplied to Worthington fron U. S. Steel Supply. The certification covers two pieces of 17-4 PH stainless steel in heat treat condition "A".

Worthington ordered material as ASTM A564 Grade 630-Condition A-hot rolled.

MATERIAL CHARACTERISTICS Chemical Comoosition The chemical composition for the 17-4 PH stainless steel shaft is within limits of specification for ASTM A564 Grade 630, to which the material was ordered.

Tensile Properties Tensile test data show that the alloy does not conform to typical H-ll50 heat treatment properties for 17-4 PH steel. Yield stress values were 13 to 15% higher than expected and ultimate tensile stress 7 to 9% higher. Ductility

)UO]

,.,e, n'hcoch & Wilccx LR:77:5276-01:2 September 24, 1977 Page 8 values were correspondingly lowered 25% and 14% for % elongation and % reduction of area in longitudinal tests, versus 47% and 66% respectively in transverse tests. Such anisotropy in ductility values is characteristic of the slightly tempered grades of 17-4 PH steel, but not H-1150.

Hardness Properties Rockwell hardness values also indicate that the shaft has somewhat higher strength properties than are typical for the H-ll50 treatment for 17-4 PH steel, i.e., R values c

as high as 35 versus 33 for H-1150.

Both tensile and hardness values appear to be more characteristic of a heat treatment approximating H-1025; transverse ductility values of the shaft are even lower than expected for H-1025.

Microstructure The shaft microstructure is not typical for the H-ll50 condition. The microstructure is more typical of a lesser tempering heat treatment, i.e., it contains finer dispersed copper particles and lesser prior austenite grain boundary decoration.

Reduced ductility in 17-4 PH stainless steel can be associated with excessive austenite grain growth, coarse martensite grain structure, and excessive delta-ferrite, as well as with the precipitation-hardened condition.

However, none of the former three fcctors appear sufficiently abnormal to contribute substantially to the observed reduced ductility in tensile tests.

FAILURE CHARACTERISTICS It appears that cracking initiated at the corner of the keyway on a lineal locus along the shaf t axis. The initial crack extension proceeded by a transgranular mechanism. There were slight tear ridges oriented perpendicular to the corner of the keyway which suggested that a planar crack front m3ved away frcm the corner.

I- ' a, 122

,Page 9 LR:77:5276-01:2 September 24, 1977 The initial crack growth is most consistent with a fatigue propagation mechanism. Initial crack growth character is not consistent with impact fracture as determined in lab tests. Stress corrosion cracking similarly h not consistent with the observed fracture character-stress corrosion should proceed intergranularly in a decay heat pump shaft environment. However, if chlorides are present, then the crack propagation could be transgranular. No material deficiencies or surface flaws that might have initiated cracking were found in the area of the crack origin.

~

Crack extension beyond the initial region proceeded by a structure-sensitive _

(" cleaved") micro-topology which is characteristic of fatigue propagation for many materials in the realm of icw stress intensity range associated with crack propagation rates less than 10-6 inches per cycle.

After the initial crack extended about 1/2 to 3/4-inch, it appears that a critical size was reached, after which the fatigue process assumed somewhat different, more classical (beach marked), fatigue character.

Some bands of intergranular fracture mixed with transgranular fracture were observed. This suggests possible grain boundary weakness in the material or some environmental effect on propagation. Either phenomenon would seem to be incidental and not significant to the failure process.

FAILiJRE CAUSES The inclination of crack planes to the shaft axis suggests that maximum tensile stresses in torsional loading are associated _with the failure and crack propagation.

It appears that the crack initiated at the corner of the keyway in a classic

" peeling" mode because the operating stresses were intensified by the square corner of the keyway. Stress intensification by a factor of five (5) or more is not unreasonable for this geometry. The Armco blue book for 17-4 pH stainless steel lists a fatigue life of 280 x 106 cycles at 83 ksi for the H-ll50 6

condition. The actual life of the shaft was about 85 x 10 cycles. This is somewhat between the expected life for the H-ll50 and H-900 conditions for a

- - q7 G] b

LR:77:5276-01:2 september 24, 1977 Page 20 stress arcurd 80 ksi (for H-900 at 82 ksi, the life is 41 x 10 6 cycles). Eased en tensile and metallophy data, the actual heat treatment of the sh2ft appears to place it somewhere between the H-900 and H-1150 cerxiitiens. Tne lesser tempered conditicns exhibit reduced fatigae life.

Design of the keyway appears to lie at the rect of the proble::. F16ure 29 mnstrates the total lack of fillet in the keyway corner profile.

-Based on our examination, the questionable heat treatment and the non-filleted .

~~

keyway are the metallurgical factors that led to the failure of the Crystal River III. -

Decay Heat Pump Shaft.

//1 r.yyag/u L. W. Sarver uha 0 a

/

/

JJ .

wp

J. S. Rovder D *

  • lD *D T T /0

.Me 21 X I b r n 1 ^ f.

}Lv / -

1 t_ r

h, 2!.T - *-

Y ' :.. .t uY ..?* 5 .1

+l?L'?..n?W5:' 0%.T~' k.&. T!-

% 3 --s -',.?.y ~ {WE ~;a

.1G,.G:;:'"

m. . - u ,

. .v.i.1 r1 < - w s . m CM =YFy.N n@h WMG M;J A ' WM.: . ..' TW -

r.%s-o _j .

c-n 3r< .

3 e

capr ge

.s F. . +a. a :.. m .': 'M v

,. M..

i *? .e .'.. .uY

'h..g,k~ oc. w

- a, -w" ,aS E. $'?

s. aEpl,?.*"'kk

.g

_;__

q.,,._ . , .- . ,p,

=.&.

<. w 3 *tc..-5 5

&* ~.' ~ *-p e ;r.

W ;.: '

j.* . , ,1

- .-..~e k ,. " . < w s.m.s.- P., 8-u,-<

- a r--

-/ p-~

?

c.

. . n.> .cw

. . - ..~~i>.- e--

hp? , gk?

l .

l $f . J N .e

'~

,+?y . >E.- hb h

$7 g R[it FCr.

\ i@!%$P78~tff$3ilr$NN yyy \ / - -# -  % ~

,Il _

6. " -

{ 47 < .

M. - -

s M?h"~[Yr~p,py..

- I NS WW,

, s...M R e \

I4_n 5 %. C_

'*v'E _ @$i M M FM...

  1. ,E 100X 500X

/". , .

lJ D * * 'D T'Pll3Af

_a o J $$$hud e .gg __

-e ,

i

-' _ p ,

-[m,3 - . -

'. ._.V.

a,

  • Figure 1. Photomic~agraphs showing the microstructure v'- in a transverse section near

^

- the shaft center.

HQ - Piuie. Aaa ecL .

w, gm a R - _ . ~ --

1100X 9 I g

yf/ . 6,. H9jaE

?M f W@:Ff "49  : -- 4 ror x

TW- TN4KW21 yd'csM9;#

t  % h . % :::t ft'Wl'4 4n

Va '. vid; 9f;e.i;;&@tj$c a
:..fMiQw x f m & e a,
  • N bir8y kNTE j&%y k N s
% cij e d.
V Y -# mwam m r-m M, (M'?y

-d

.MC Nt gds

&p*  :

~rgy;=;;;$'1.

...r M h*5 M p [D%: w d{# 9 u;t-l.%.N5%:  %*$i%$Q95{-M N +Ik$f UM4LM.$<A w '/ .s,:. h v , R &

5 b i dy.r-! sh st.a :. Mfyy&W' ~ ~ ^ .x.=9.%%ir?(C2 stOp:

-cun. m . par; w q nsw.n 49m k ekJ

  • a..m. y a Mny . t% *.t-te";,a.t4.we 2.see >..^

k W .-1'. % 'f: & t XN~ ~W yyy,\ Luc . =' '

Cf Q&x,. l 3.]@.4  % . , . . krs .,.

'Q

+ wQ..:.,n@l?)

~

<s. +? , .ml$...p w 2.{,G 4 n.  :~ - ~

m.y;.

.%.r.4'9:.w  % w. w 4.w  %.

-~. N .& . g:-kl'ZO) y, it s

%u 3.,q

c%%'%'C
4 y,,tv -M*G% ~ ~ WiWL' k

' ?DN?,% 5 yiG.e YXRty.f~

39% W s- M'Q... Gk',_. %% ftY$g.

%  :;p '>WPW.'8)

, N w35.fqp .:.7 Q g' u@ ,
, -

c.4W. ps

~ e w%.,;>.W.x a

>* D:.-~ .- .

- . . t.w. .. .-

.v .. ,e .s . -

. ~

W kW...G.%. t.s. - ~.s +-*T,>~~ . .:. . ,.h.:..%.t

%;g.'3Th%.

'.ii.4[OXNi WW/?ff'L .'!V, A.0

'N.C

%id.cQn,m.n & W lM..NEr;s'kh  ::& '~ &b.'et ~ .e.N-&M w; N & &@

w

&a b-e*+~ r m ,.

s

.C:aa;.,j!L:,%.%cc,.3..g~.,

. 7,.

Np g  % p+. es.

. ' W+ ~.

.- m 'p w

.c W r".: wr .%.4 Nw 4.-

VA-4 g.

.t'5Ts'8:NWtf$2 3-?'ish"bej

, +.

ih 7!'i:- .#[. ' ..f.' :'J

= 4Q3,fs' *$2 @f.fp.U'>TC.pl

.,py

!ify%.&A rTC  ? ,

f' .s . - .

W.SJW- ' ~.,.--

- j.  ?! &g .,gy M ENbN$b

~~

$5h-%.

-Kwh
6$.zGi-c~ . . , .

w.

-w

~ s.

$hN

.v

$?C% us . , . -~t n ..,. 7 .St. ~ w;s w - ~ r.m. A.m.. -

2

-. p % . v e'-s- w J w b' vw i.g';f

? 'Atth.;E'%. W 9 CSk & m mAu:vlwe-M&R= -

-  !?On 4 me- ghQ,$. W6.~SW?*

.- - e..t.sYOMK&% _rc w wa 100X 500X

~

' .P

. . lSn.v.s"w.Sn"iltf.n'O.W a,y~m. . y~n~n a g ' .h. . .-t* . t u y J

  • p. =m
  • . '.e-*Wg. e . * < ^ **

, e ?.t r . U '* i

  • L.e * .

5* &[ % k;;. N. p:X f.. i h ,

~

%0 N,$b f N h- 'N p9 lt. 'b

%a,494#N'a*~k-m...Es M. -. .
~ ,. q. m ogg &

ys.e.. : 4-  % - ,

  • y y- a

' :s$

.%.. d., . re.. ..#

. L p. *

g. . ,

. d. ,;.*, .y n *+ .

. ,.s .-. =* - as m

g* *.

  • u, ..of.% e *. A -

." ,; e

- s . " ' g.T. 4 Ficure 2. Photomi croar3chs showinc the microstructure W.R 7,-/r.,

~

U"Mj;UYN!;,,j in a transverse section near M >JE ;p. .w the shaft CD.

,

r

, *44 ,

11COX

- J

~

....~. . . _ - . - . . . . . - . - . . . . . .

X

1

~

19 d' 4

[ y 34 {-i -e a r N- -

{ve + s. %.7,'

i)W.. "fix Gli

^ ~

,L gWm9 s. wn}_ ] '. . tQ ,c, f,g g -C . - -p

" ,,.+,..

.~

g,q.:: 7 .. ,

D .d ' .-. w -,,

JB"g w .

s .

g t r.. .. -

, Yf '

^.~ yh. e. s. -Q< E%.

, 77, %.,+

  • ) .v~

, - ;

,- . 1.

w..p):n . ., .-. b. ),~

.~ , h n' -> , M -

WW '

$-- a > .u. -Y m,

$1%.C,4~ w e ..

m +r- w w .

^

~ *ch. M

^

'^'

py 5.g+ggkB "'QlQ

~wwn- e{W.c rW,. , , ,

&,) L q: ~:.v-W.?rA*wxw<r kkk iI 100X

.r Fei=R-21* M f20 E'i S S E 500X

$fi

?f}'GQv*D..?v

?-;

. ,.. a.. '. .c  : . >kf'i.?5 ~ *YN***f.-fl

  • J>5:
r. '

77~,;g , 5% '1. 0{,,f-r.. - 'd . .;i*eg D

Qh

$<' ~ '?Q% e. .. L t k.

9 ,*Q\N

$? .%. . at- l,, # %.it '.

-y .

&pg CDQS Q,

. .,Q'}if

.k ff * '

'k k h .- [ ~ ;:

' -+ -

_3 G 3f , ~~.gglp

-c j, .. g .. .- g, W. ~

.5

.. r~ y)g#4 , ~. .g.

<.k.;.".

.g -~: ,,-

~

S , c

,/. ,.. .

~

$ 9 E

Figure 3. Photomicrographs f" 2%+ '

f -A r

showing the microstructure in a longitudinal section near the shaft center.

,. n.

i

)

1

,-n ..

s.

n- ~

w 1100X _ _ ,

't L u / Il

  • hyMhUl-__

'n un ;&d w h p,

~- -

}&i kugg f -:g^ M'\_%

i '

? 3 h .

'"'.k,, % :h hh r' p ..

m 4,+9.&+

%'_ n. qc, 'es r V _ c $ 2&ty;;G 9 c~% .

..t d g+ . s s i WG y_ ".&gR%S.tTiWA%

sgOxb w

w 4C ' . .?- m

% .mt.v.nn%PF4

.w:M.

J.?

% +1 JNii.ne.Wc' P . . . u% -

4- yn

.. Mh:-:~ h,N'.: . ap

&y$la( .}".4lk*$$ &.}

  • ~

% .e .% Q p 5

. . . . . f> -

~~

"M'?[ . ' -@ &,Y:W;;,.(-

(

b

.;;*

  • /,

.,,.,e I~-~ b"*QV.s.* bg . &*y sf.

h98 Mh[k$,kN[y7.,'G9 e

h'

7. , p '

.,t - _- ,

. ~

9 0.*rfV $ rh ~&

o

4 .

%y cw ~

w" ,.,; k1 e-W;,,;## .m+C >T g. . t%s N%; tid ..,.,s$_ ( .r'i%u;o-% a.. .,W did'.~ ' '

.- he gp t',,3 g., $ @<2

"~

pm '

4 .w . ~r ? o -

.,-, - <4 w , .

p e

., x.,

,.~~,

P.

f;*, .. . :e.

s y- _.

h. -

-- m ~ gv s.y2:~,,

l

}: .

g4;fj 4

- v[-e .,

r,-s ,. , ' * -
O

+

, s.;; yrs- wd.f~.s 'a#P>+ % +

, w y+us, <.;\w t . # sw (./ s.- *6 w '!e

@. . ,;7=.

dGr.kycej*.8.e%w.ysj w- -w .

Ta .LLv'x w m,w

_ P_ =: .v _ 'e e-  % Mc _ @ ., f N %- , 4- -

100X 500X

-- ~ ,. ,9 .nr .p. m.2.~

. g*  % -4 h;~p #r

~r ,p:j;g- vs.e t

W Vd. ~p.".:::%ks/~h.9AA7%F,W.{4 't. (.t ':? ta1 -

'y ' . '

.M.  : .. .,

&gl:.T-t-?;n:: ...1 : ? 4' 547 2g&.3.

.h = #f' w- ,.

t~ -

w,7, 'x'"g' y{*. %'3Tc-: . i- .-Q,f

-;

ft$k.T, 4,.. :.-hh:',. ?'h'] hf .

k' T j QQD 0 h ' ?lh' h - f Jim -

h,, 3*

5:ff*~

  • ='

$?$h "

~ , ~~P y f' .'.

-. k- &~dd_ i - -.- C.

A ' /y*.

a.

b -

"i 4e. Lid.' .

. Figure 4. Photomicrographs .

..-~'

. . .' . . . - gg showing the microstructure 7 '..' in a longitudinal section S *% .;: -

'1

, ii..c - near the shaft 00.

fE .

..ov..q Y'.k h ~ ',* .. e

A >

p.'- . V ,. ia.a P;- '. ,- .v 2

. .g./; 9

x. . T- t z:g k .p:A 2nUL - '"

~

M2b /s. 44 1100X 4

lr)v/ ,3,

!d

I m u_ n u m . m . ~ ~ . ~ .,'WM aa~  %

~

. ,w n-----

~

- - -k -

~vma s

$ h.$g,.e.h

_n-ws . .

N -% ,dil y-

= ,. n

[

v -

@ - L77 k. .- " ,c':'v- y

' *. y

  • J

+ h e ._?. _a.

j;,& J Eidr _

N-M.MN

_ = _c = _ _ ,w m :_

mS IS ~_

_ . _ isr-pas.g.h ..m s g E g: 3,

~ :=2*w=W- .L;',s n < W "^ Z ._- . __

~ . - . _ _ _ .

x.

%- .I

_- M _ , -

. art w j m

-w .

.m. 'KS

- mm,

=.a %';;;9.__x.~ f'l

_ - - - - a._

'm sw M' -

'._ :':.uf 7 "' ;',. ,.T'M a.; -at-n%g%5Ew,$4. y p 3_.a g Sv4+

-=

m,~ra

.u m u u . m uliiiiiiiiiin g '

e. ,

1 2 '

3!

4 _

_. s. . s. . _ . .  ;

e -.. , ppy -e m :- _.. :, . . . -

=-. 1. , - . ~ . -

L---~ +> ~wysaye..x.,r.-1:-t~ e e m

- , .- :.y -

n='*wm ro m =- m g.g - - -~~4. - - - -=giQw.g>+ o r s ;;:.. ._ . ._.

. *p gy*M *W _'m._

T AWc't -~ .: W L 9sh-, . _. ,

                                                                                                                          ,-+~ss<vm m,m=~:
                   . ~{g 2 w:^.

. ~ a. u

                                                           ^4 . W -1^:,e                                                                                                                                             .
                                "t~                                                               . , - , ,                  ::. -:-.                                  w,w.3 y ~ .~

0 evm e,,& c.:w.-f. A .

                                                                             - __ e a _ _                                       w,                                - - r. . w --
            .    ;

9- mA_ _q,, u s m a e-

       ]      :

MEN h_r_ L _ - __ wp-[.k. j -

  )

a 1 < . j *"m"' .gy

   ,   1 *1     1    ;              k                                                                                 - --

f i; . , 3 L, i ^' l d5 ll W . , . , )

                                                                                                                                                                                                                                    's
                                                                                                                                                                   ,*                    ^ ^ - - , '                            ey
                                                                                                                                                                ~__'Knz _-3

__ ..X/M59l8 Y. , p @ -

                                                                                                                                                                                         \              -

d D \U\ n;a\ ci. Figure 5. Photomacrograph of fractur5 shaf t,

1. at key way and 2. rotated 90 .

s e n.,o p a 1 -_ -.,..

                                                                                              . . . hw m- _a a r e c.r x a nge w . m c n- 3.. _ _ -

C. w w .s:w. o - - - .. ..L'3

                                                                                                                               ~
                                                                                                                            ? -~

Wg _... - g -n,.ye --- -nb

                                                                                                 $ $n k,W"~xxw
_ W P%_
                                                                                                                                                              -pw w            m:v
                                                                                                                                                                                       -N W
                                                                                                                                                                                       .= = =__ _?-
                                                                                                                                                                                                               &DT                    ""

W R4 p - -- :_ w.

                                                                                                                                    -          . - --- _ _ _ _                         _.c-                      , , _ - .

2-

                                                                         =wrerne                                                                                                       ym=~_..                         __= .              g;l.:

g fa,e.-g_u w . - _. g3%,4,guJ/Jr. <cW

                              - - - =

y w, s__ - _-

                                                                                                                                                                                                                          .y.?,,t;$

iO' '~  :?; QI(g:s_.^- {&*~%%5fD'_'t'?* .

                                                                        ,'m__- m
                                                         .         ,                                                                    s , 4.n.-                              r ,. -%--                        <.
                                      # ,. * * ; , Ir                332lEdsgliEik __                                                               -l.*g                 e
                                                              ,    i       m___-                                                                                          .                                 __ .

wz . .,

                                                                                                     -G $aL t'... h -Q.; R.l,h* f[.<M*.' ,n. %
                                      -IS.#+%)L1             inst                                   -@ {_-L=.              gTt            .',.,v       hWo1.EL~X ^ !.1 ?4
                                        ,~ - .nw%2>           y-w w--

wld# _*ggggg&+.t c,rJ y- ,

                                        ,-___m

_ _- _ _ _ . , ,.- - a m,,a _.r_. -r .___ g m _=.~ _...- _ = - .- = m e-=_= w p;u, g_ c,w . _ :_ ; gw Wn, c.---- - g ng - - - _ , - - - . _ m y p kw

                                                                                                                                                                        ,      ,                                                                     r
                                                                                                                                                                              -.m -

IM%=yr _m- -

                                                                                             .m           .          .m____           _    . .. _ _

MW W _ n

                                                     - - - _ . - -                         m         _ - _ - - -

[M ~ __ _3

                                                                                                                                                                                          - my.

a M_-

                                                                                                                                            -_J. , -J.

1 . . .m r m wm% .g _-m,

                                                                                                                                                                               /. .1.,.1 g .

17.wa== 61 s1 - wn _ . .

                                                                                                                           '1- w r .. m.       -                                   -

D w

                                                                                                                                                                                                              .m w aanen a
                                                                                                                                                                                                                 ^

D f 6 3.g m. 4 ru - fA

u. g ,.- ..

sq

                                                                                                                                                                                                                                                   %H y
                   .L
                       +P 3$
           ~
4tm&'$.,

2

        -mi-
          ,._v...,-
                            .d e> +
                   .-w.-
       .:^..Q:X3,4K,   -e.r, .t- w ..
                         '.R f' ' .,N"'.:.c@-~.$. ..<    $ r,. .

m .,

         , f$.2.= cyps      '

says w % . - ....m. Figure 6. Photomacrograph of fractured shaft in sleeve,

1. at keyway and 2. rotated 90 .

Eco

                                                                                                                                                                                                                      ., 0 7              i ,s 0
                                                                         - - -         .c at H mn =.             __

u..

                                                 %Q% a    :-v ~~          :, , .-   - A $$Y
                   . 1 , _ .~     .,_..    ..-
                                               -                      -~

_~ w e ., a

               ~
                    ~
          - .jf_L ._

O QQ Figure 7. Photoraacrographs of fractured shaft ro9ated 180 (3)and7.70 (4) with respect to keyway. lbu) l'

                                                                                           =                                                                              _ - % r ;.
                                                                                                                                                                               ^
                                                                                                                                                                                                                                        % ,,;
                                                                                                              ^
      .,                                        fx                                         ,                      -.
___L 2 & _T --h:- Q - Q Q W ,.

g,g. pgMM . m .cA -_--Q -- _ m__ gg__ % g ~ w g m g .Cf - . :. .A a .a  ? ._ - -- O

  • b Elf W E 8 M E R Bf! % BB8J1N 7m
                                                . .~5"' ^ :3                                                                                                                                                                                                      p y

_^',7 %- 7 +3 3

                                                                                                                                                                                                        &&&Y
                                                                                                                         ~
                  ~ .I ,     -

7 Q 'h;f, fig

                                                 -                -w,
                                                                                                                         $$kl~&@         -                         ,

m w_ _, - yn m n_ miBsWs* m _g

                                                                                    -z;=e  w =                --
2=
                                                                                                                                                =,e.

r-2

                                                                                                                                                                     ?"

wW'iM2^.I

                  -.6                     =-                       -.snham _
                                                                                                         -, cas --
                                                                                                                                ==a- -_. ; r                   : -RGIV                                             g,j.Yjg .                           ..,x.
                                                                                                                                                                                                                                                                                         ' "4 cw                       r mac-                                      - --
                                                                                                                                 ---a        r.--       m yrn_m,                                                          '

n r % , u . m r- ' . ~

                                  ?m..                                              .

g .. ..:? ?g @ %m fR n.~w-.c.-.

                                                                                                                                                                                       "".' ' .'                                                           \._              .
                                                                                                                                                                                                                                                                                        ,}

Mmt P"A ^ l

                                                                                                                                                                                                                        *^'* Q'-'["[" It '-                                             '-

d

                                                                                                                                                                                                    ~
        - - -                             M g-                                             Tr;li;- -- 4h                                                                       ' ' t>{2* Mt *h Y . ' '
                                                                                                                                                                                                                                                                     'f"*, . .L,. 'I
                                                                                                                                                                                               , .                       ._ __ _ _ m .,

W , %- @d b. b X.9.LB _,ts_ . . X M.6f.s -i' n. ~m. T-6 y. 9 ' cnu. a . .

                                                                                                                                      .. u r __

m

                                                                                                                                                                                                                   -_c      u

_r . = r

                                                                          ~
                                                                                                                                        .ar u-                            ._            _.7. g g.

m,

                                                                                                                                                                                                                                                                     ,%..g,. g
                                                 ---_%m i                                                                   ..

m,r-i _ - . _ _ _ ._--.% _

                                                                                                                                        & u;--,,e% m s <.

r __ 91 w -=.g.1.

                                                                        .--^.a
                                          % _C
                                                    - .                                                   ~.
                                                                            =                            - - - - -                                          _

w . - =-_ _- w. ,

                                      .             ; o, wv                              x
                                                                                                                                                                  ;: ~=                           -     ~    ~-=                                        _ - g; B

w.m --- p-22]. p O-- h_i _ _ ^ _ ."esemE.:n aupCSM Wa "" ~;; _c, am__- -,-m.,g_p^^w* y_ w=es.n~w - ^ ' - m,_,s..+#.

                                                                                                                                                                                                                                       - - - - Ust.h....             e i    .
s,..

O ?I - -

                                                    ~ w m_pzy w-+2s&3&&:..
                                             ^^

c _ -

                                                       -r---                                                                         ,, ,,--                              _ ___ _ _ .                                    ,.
                                                                                                                                                                                                                                                                               \

W fp .-._A r~--v 5 Q O M ,.,-V3' s K mww..waens,1wh:ss.r.:22Eh- .~-- ?."."** ':

                                                      '. I N d            L55                      5 '-:' - h,%1 W.! UmiwR D W :r* 1 W1. ~.':Y#*'NE~                                                             "

N' ' '~' ".~ ' , 7en -- - fw ^ 'A'5W _ p C' d

                                                                          &                                                  .= m

_ - y === T.a w2- v *

                                                                                                                                                                                          -
  • m as-- L p y,,d'%

Bre w - '

                                                                                  ^   ' "

_ - y_.

                                                                                                       -                             2TWMM     tam.m_ g,f-_idE!qErdepritgggg

___-% 7 a b t 7  % . u, u.

                                                                                                                                                                        . x               .
                                                                                                                                                                            .s; " ..*. u # .;p ., ,
                                                                                                                                                                                                            - . . - . ~                                 .                         L i            - e%>; -                                    uneaewilib                                                                                                                         .

I IYINM" ),V u[3' $umes j

                                                                                         -                                               -                      o....~                                               .

Liig,_ awux:msim:5;: - , My. . m..J.,d..cd,._*fg_.g,9 _ == gg mg _ I, --

                                                                                                         ,                                                                                                          . - - -                               r q*

g -- _ _ _2 IGER

                                                                                                                                                                                            . M. . , 2. , -.                                                                                       b 9

rn. . h%h.dd' c'e MCt.Mr:.:.V, .

                                                                                                                                                               -w a - -                                                                      -

Figure 8. Photomacrograph of fractured shaft in sleeve rotated 180 (3) and 270 (4) with respect r1] d'

                                                                                                                                                                                                                                                                                           }32 to keyway.

.-  ; -

                                             -,.--g y -                     ~-                            Q,.q ?\-l' "f ^_

-,'.- m..M. fI/xa;< an h aun ~,,'[h - v,: .; s,f

                                                        -t
                                                                                            - rc~m
                                                                                                                   %n.*t*                       ~

x- acs =s: 2 ..

                                                                                                    .'; +: ~Y.

$2MD5'AE9ET5iTg;v

                                                    ~

g .w, 4

      . f { g {Fq ii  .                       -       --
                                                                        -y[' ohyIdi 9 T.-

a y .

                                                                                                                                                                  +

f '_ u e-

                                          , . . g.-          __ 2
                                                                           -7                 .
                                                                                                  .         t !-
                  .;       /                                                                    -
                                                                                                                ;
                . ?A . '                                                                                                                                                                !
                                                    , , . _ _ -                                       [                                                                    y
--"E(7                                     dim                                                                      hag,. ,                       w                                      j
               @g                                                                                         ,

g, ..-- kr 2. =h.l$lfx Fi..vC2 , 4 .

                                                                                                                                                                          ,               t-9',~* , n. d?W'c,
                                                                                           *^

as..:.4. 3<;g..

                                                                                                                                                                         . . z.js .1  ,
         ~.
                                        '~                                                                               .. N???5.Y.h.A                             $$, ' '

5he'Rf@_ .

                   .~.m W                 <h         5.*

y

  **                                                                                                                               4 4_.            p,.~e g y j L                         _
                           ^V                                                          a                             _ _ dhw;                       ,a4 -                         l
  '~i7 =                              s fh?                                                   h        s       .Y                      Wl mMk/ + _ ,
   $a%u I
                                                                                       ~
                                             ;                                  _
                                                                                                ~                           .# -

h-  ! -

                                              'M ,, . .. q.                          N                              h[                          ."            /

W J. [SWM f[ m. .

     ~~: ^

q===a w MQJnf - }~y~y. ' .r - -

                                                                           ~ ~
                                                                                                                                ~l                                                              k{

J' B" Figure 9. Photomacrograph of fracture plane on shaft. Arrow indicates bench marks.

                                                                                                                                                                       -         s-~         .
                                                                                                                                                          ,- ~,\                   s     N
                                                                                                                                                             .j<
                                                                                                                                                          \

_, ,_ .Wh W. Nh '

            ,      ,.2.r, .- n . .
            , . . . , - ~ . , . . ~ . . . ,
   .     ..ey. M . "*
  • M F 4 .#,.,.
              . ,- v.+ ~..,~ . ~.                                                    .

e ; n-r:..g.L::m ,;..: 7D7* Dycq;7-- .

. ;... <=::q,.

va 2-#.~fut:;;;", . sv. . :c , _ ., . s

             ./,f.c'q y                              p..-Q,r
                                                           ; .- - '_

4~ .a. . - ....y s,

                                               .s.
                                                .c . .
   . . 3                      q .                                                           _

n- - y. 3 ,.- i .;,. pwlln.- ., .4s ~

                                                                 .                                                            u                                 ,

9 .:A Q

                                                                                                                                                                  \

r ?5

                                                                                                                                 - :5.:.
                                                                                                                                      ^
                                  ,                         ---f ':Tm;i v . .'                                           i
                                                                     $5, N g              ,
                                                                     ~~$b<*/Ly+y     . yup.<v '}e*          .n.
                                                                                                                     ,V             ,

Di; .

                                         -. , -:, us                          . rrn.a                  p~ .                       s.                         .
                                                                                                      .r.-                              '.- 4 rp_.;elg,.5.<[,.,

i' 2

                                                                                                                                                   ;: ';;.

i 66c 4

                                                                                                                                                        ~!

l - 4.-  ;. , J t

                                                                                            '      --.f, ~ L g-mi. .
                                                                                                                                                               .g-
                                                     - ' . s..                                                   .    .,v .
                                                              -y. ;.-

Mq'.:). . c' k.3- ~.i .. . f:.;f- g-

                                                                               .x--                .,..?

wpg.

                                                                         .,g    -....,.                        :
                                                                               . wm... ..;=. .                     .

4 a A. _

  • L w -- A qN-l +.
                                                                                                                                                ;,._
                                                                                                         . . _                    -m           , '- to Af
                                                                                        -              d&*MM1                                                                1 D h I.

Figure 10. Photomacrograph of fracture plane on shaft. Matching surface to fracture plane shcwn in Figure 9. 1?;v)C )bh

  *e
                                                                                                                                                                          -p. m
      ... p. ~ ~ .; y W=4 Gi;= L $_-m-g p wa>m                                                                 W             ?5 &-             .w..fSgf   2                   v
          ": ' }2(b% w.-                                                 n 3:.0           i      M            45            .2         6       %                ?D                ?uo=4                             k.y.= 2.fNb# W-dF W Prfd
         ~ w .,~ 4 m,; w t* N m e t .,pgr
                                +-

m xi 1w. & ,,

                                                                                                                                  -~

m_ q [ [- {f: AA> Y w. 7. . ,r., _

                                                                                                                                                . 4.q . c. y ;; <&. n
            ~ua.w 4-"-(~,
                   . . n.

c c.r - .-. 3 5xx.,+ ,. w . ,.e

                                                                                                                                                                                                   ;. ,

g, I

           ^* m 9-
                                **          7                                                                                                     ~
                                                                                                                                                            -,4)y.I~

e E , h,, n r- n.i s,

                                                                                      ,P v =w~__xy-

_a w4 4.- ma 9 , mm. -,. g... . -- ~ . M '7;QP+ ~ . bd3%_,_._ 1* =EMAc.m2

     ,>M.yrrt.o 2
                                                                                                                                                         ~;        4.
                                                                       -~ ~ _. ,,            . '\990=, %v  ~ - ~V , m .             y           ,,

Ims # ~

                                                                                                                                                                 ;t T ,;                                   {

e..

                                                                                                             .g               -
                                                                                                                                                                 -               ->                        s 4.g. -.'*s *[; ?+- n:

m_ w . .. . r. - .-

                                                 '9;"w                    w_f                         .
                                                                                                    "                                       Y V          - SY '$                                                                      - - - -         s.*4.<a        z~,               n
.a..-
                                 , > . , .. ~,f      ,. ,uc--

1

                                  -5 ****m,wrMh.                      .                                   hem,                                                             (
       -        ;

h,up-~we g e- -w

                             . J.. .

L -

                                                                                                    ~ ~~ ~_. w s
                                                                                                                                                                            ' 1;                               ,

s

        *Ww ie.w                             ==_.5.

Y;h. 4 . w

                                                                                                                                                                       \
                                                                                                                                                                      .                                   ..m.,

k. m g

                                                                                                                                                  - ~ _ _ _                     ,~ s                   i 4gw i
                                                                                                                                   =-
                                                                                                                          - co -y_7.                  ;g w;,

z+%ni

                                  ; r -~t
                                                                     ';

y ,___ T 1 r ___.+..N];e Ml

                                                                                                .~x     . ,,       p  ;w.y;               .y
                                                                                                                                                                                                                   'EI M'            ,s e, ,,,

h p .

       . M =a----                         - -
                                                                                                                                                                              ^
m. , a SO.Qlf[[;;{.:&-&
                                                                       ?l G'      .l*3 ~.5
                                                                                                             ?- l,;& & a sw                                                ..
                                                                                                                                                                                                         'y;;f
                                                                                                                           ~
                                                 ~                  '

8 _L YYz. 2. .+.

                                                      --- - - s m _ _ _                                               * * = = = . . .

Figure 11. Photomacrograph showing longitudinal , crack in keyway corner. h mO .

                                                                                                                                                                                                                         -e
                                                                                                                                                                                                 .} Y
                                                                                                  ;

h j M3 L.g

                                                              /

i t

                                                                                        ~

l g$ 1  ! ag yi m <3 i V (1 4 A 1 m }4 Q b '44 h (ggh lk h , $re Yf j el b C 2""e.

                ~

eg 4 ,t 3 [Ik i fk:i j h 'k f j yi Q[,L maggn i

                                   !h4     .

J [t  ; i jn ' hfI

     ;

1pfg, gg h; f .; '. = _ 4 (1 w m j)) e 1 4

*gg#2:=57Q3pjd1 ji                 .f             j
  **,      . =:e.:rm:==:=na:$                                           d                         l

9

                                                                          \                         .
                              .a
                                                                         /  s 4-
                         /. M' A,

i . ( , a' :a = A :::: m :, 1" P " " ' "" "" " ^ w

                                         ~                       &g9g
 'c' j;      [     j U     e l                                                O.
  1. g
       +
         ^
                                               --+n        .

k 9,y

A wrw-h* Q

.p m.
s t
        <am
               ,g&ye.i+,.y - -

C - r~~ug.;-tw.eggr

                     ;;- '                                                           $fh-f
                                                                                      %t          -

w __ =~CR=n SSw. A.* ' :' . ,fr

                                                                                               ~.-
                                       ""lL                                               '.                       .

[

   --                                                                                      , ;.                         '
-4;;p- ~

g_p. s -

                                                                                                          ...~...
                                                                                                        .: sia j s,-

g; " f.j

. 3
                                                                                                               ;.I
             .,'                                                            ,,g i

y.~ o w e,u: ~ ,f k g as d%.ti < T $%_ , -

                           $                                             ~-
                                                                                          ,z. _ ~

w@f

                                                                >Q.%      gx                    ,-

W FiGV n.

                                                                                 ~@' ife'
                                                                                                                                 ~
                     ~.

p- , . - w ,- ,. ,

                                                    .p.k^

littp u s. s s u Lu n,g

                     ~'
                                  ,: **'l*~.
,a... * *El'.51 V xy-s .- ;;(. 'f 3
  • 1' '

exw

                         . :. tgge. ~, ..

Figure 14. Photomacrograph showing the reconstruction of the shaft after forcing partial separations to completion.

                                                                                                                                   < -o
                                                                                                                       )by )        IJU hh
c. -
                                                                                                   ~        W
                                       n    -

E=* % . ;2 . . . ~

                                                                                                            -                       s
                                                                                                                    - - - .y     .3%.%
                                                                                                                                               ..~.
                                                                                                                     -2.,w,                       ...~

y, - +.

                         ,                                         ,. .....  .=. . m
                                                                 .        y, , .-
                                                                           -~
                           %                     *-                         /L*iiRIMirEE, _~                                                             .g
        ..'. .a.g..D
        ._,4 L.A%
                                                                                       - -                         -,;;w z
                                                                                                                     -- ~

3 . .x.g- .- mm = =

                                                      ".. , , . . . .                                   ' ar? __

_.; m ..

                                                                                                                                          ..~5,.                    .
-  r. .'
                 ~
                                            ~
                                                   ~'
                                                                          'I'          L,),'                                                                    -

as

                                                                                                        - ~ gw"+; $ W

_w -

                                                                                                                                                      --- ,. y.

,~W ~S W2Cw- ?-g - - - . . . ~ , m. y m**-*:.Tew - e p< - = _ gg - -

                -~

h h %5 Yhs fj h M O = C N -- -~. . . g =_.. _ mwm;"=2 _ ,, [.:- ~gl. . .-

                                                                                                                                                    ?
  '4 .
                               .:M                                                                           M        's~ h g:                      -
                                                                                                                             ---a l3                          -

Y f.>

                                       %?Tjgdesw.

e r  : : W.. . Y .' _ w~ e 74 %MSW p g:7

        ..y
                                                                          '%e                                     .-
                                                                                                                                         -           ;
            'y-
                   ~ ~- -                                                  .=
                                                                                              . -:. -g w-;-                 : O ;;si;h c'
                               ~

c

                                                                                                                  ~ u.x s.p.

1& m Fl y. M

                                                                                                   .5 S ~~sk,.:v? , r;
                                                                                                                           , v        . ,y' .y, -
                                                                                                                                     - +.      .r i  e      .
                                                                    ,vl.                          . . ~,

F u

                                                                                                                                          ?;~*.
                                                                                               -b y
        .f                                             ~                                                                &h)
       --                                              k-                                    :e m                 -_-           .i;.,, .

Figure 15. Photomacrograph showing the fracture plane forced to complete separation. Location of plane shown on Figure 12.

                                                                                                                                     )e.s u1 nn            ))'
                                                                                                                                                              ~
                                                                                                                                                    %9At,et

f , Y.k' * ' ',W p;y& i' 9.NW.zp%y 2 -l.1 ,,Q  : v . >k; . >c.. 5

                                                                                                      ,,,         .. ?

i f g w t b .. . r e 4

                                                                                                ..   .. .; % W -
                                                                                                               . : a,g2
                                                                                                        . i .* Q.$%

k~y C. :.. . .w. s

     .j?[y, i _ kY R:;/T s\
                                                                                              .c ukM(N     _

2 . ._ i.

                                                                                                                                  .-M.Q
  . %, ' a ;,,
                                          ,,e
                                                                               .-             . .;Q%                              .' 1. 3:s . . .l
                                         =   4               '

1 4-

        $       )
                                           . Sm
                                               'f .-W
                                                  ^
l. . 4 . 1
                                                                                ..y
                                                                                                 ' AT.

r; r

                                                                                                                &g i       ~*h+              %:    ,Q..d,2d                Xy
                                                                               '?(-                    10:?                                         2 -m J ),
                                                 ~-
                           .                                                                                             p L-]

1 * . . %

                             /               f f,"'~~            ;

g UK A n

                                                                                                                                         . - .                   4

.=_ - g ,_,_, , ., .. _ j' *=-

                                                                                              . E.

fg n - f, m J .73 f

                                                              -                          .,                 = ...                        WP-MMA.=                            T                 @ ii                               [E                                                        1
            -                =
                                                                                                                                      $(   ,         ,

h 7q Figure 16. A series of g

                                            =_-                 _ ,

scanning electron micrescope c

                                                                       -5               ,

r photomicrographs traversing piece A in Figure 14. a

                                                                                                                        ?W                    _
                           =   -

$ n~._AI

-                      >m N                          J d~n@_ M 3                 a-                    ,;8
                                                                                                                  ,n
                                                                                                                                   -y.-+4' EBBRBEEE e., - ,,
                                                                                ,y                                              **

A~9  : 1 <(f~ c e' w g p ~;;!'- . dag% w y9

     %.[Q;;*f,hftycz,,g

_A : M#;f  ?-fy- I[ Y a C

                                                                                                                                                                                       \ s.uO C) k $r
         ,7                            . y 3 . .                                     ,.
                                                                                                              -x-           ,, 4[v[n9         AR
                                           ';4,y e / p...;                                                    ,
            .;                                                                          a

[,. ,-

  • 9 y cg M 4, Q.

I

                                    -s .3, , * .,, . j. 'm.                       .
w. . . _ s 4 ,. ,

5_.

             'I . ? . . .. _ !
                                                                                 's._,_l________._
                                                                                                                 *L_'_<_
                                                                                                                 ;.                 , _ E [___

62X 3 Figure 17. Fractograph sh wing portion of locus of crack inttiation (corner of keyway). u su a

              ..               .,,,.,,.:. ..                    ..w      .
                                                                                         ......s
                                                                                                                . , ., 2 : ,. ..., ;t ..                     . g.e
                                                                                           .. .; - ~: .. . . p y . w ...ge.
            .--                            g ..,.  --       ., . .-
                   * ;5 1 t,M ;jJ flij,r n h i*i f* M                                                                                                 s             '

q . - tQ ; - ~ ~. .. = .-

                                                                                                                                         ..y*w y r. ; < -*
              . r . . .s c , ype -

M

                                                                                                                                *.                      v =. -~
               .h                  f rn                     _a    .%. w .

a

                                                                                                            *- - * ;-
                                                                                                                        . ,a
                                                                                                                                    ~~
                                                                                                                                      -             . .i :-,
                     .-           .u.--                   p ^. .
                  .pu         : 3..ep                                             ,
                                                                                         ,.-. 'an,. ..            :-s-A   .
                                                                                                                                  ,.?

Ag

                                                                                           ,                p ; .. #g,, .                                             -

e t .f .p -: - - .b :4T-: - .. m' 3 '.

                                                                                      ..                kg..f.,o=.'.       ,             e
              *. _        ,%, f _                           -
                                                                       . . , _j .                           j.=j " '; -Q,.) ., ,Q                           .,
                                                                $ $ ;-[
              .2. .' A, ';.                   .                                                           .. ?-ft.}:Q s             n-4 .'. ".. .....

4 s ,A .. r*  % e

                                                                                                                                                    %, Ng,-.

4 ~;. , g . s- g, . 1, c - s

                                                                                                                                                      .            sh
                                               *         . . .y ~'                       .                                  %s-             . . .MJ h:g '

t - - '. M~ ~ '

                                                                                                                     \ ' t-A . -p .                                                                                                                    ue:

hK.#, 5,:.Q 4 M[gy/$ 1 ,, 190X Figure 18. Fractograph of crack origin in corner of keyway.

                  ;) A 7 3i r3.

M ix

                                                                                                                     '.e s-M.;- x . .
                 . J ,._ . ,                                                                                     .,
                                    . :,n.(
                                                                                                                                                     . w-e-               + :.w
                                                                                                                 +
                                                                                                                ,4:(                           ..-               -
                        ). ' & .4 ,

hy ,; f. J. .- c= k ".

                                                     #'~

l4 k-M' M b$5,,

                                              ' ~3 -,f,3 I.                                                      p,                      - Og             p= 9                                     t.
                                           ,              A                                                                                                 ,. pg.
                                          . . 4 w.,.r~ e ,                                   $. ? M            # nA:.\ -yw.:

c, ..  :.-

                                   ..g..g #

a p" , * ' *h f~-

                                                                                                            ,              hh% *, ' N.;
                               - . p. .U:p.. 7,,                                  .              T. .','.i 7. ..'. - WM.
                                                                                                                                         .w
                                                                                                                                         ,q.V                    v..

l .'. 1 ..1-.- .-..'t J

                                                                    ^
                                                                          .Q                                                                                    %;
                                         '..;<~,,                :_

i

=.L% C,9 ts.:>?s ..w'<: 3, +w c: :. . %. ,
                             ,...",as)..-.
                                              .                      _ ;- ,p ' . . ) _ ' ^

yg .. x, t_.,,g.. _- 3:;.. . . . . _ s. ..

                                                                                                                                                          .,.5 620X
          .                    Figure 19.                                 Fractograph of detail in crack origin area,
                                                                                                                                                                            ,og r, i R )

l, ;-- t

                                                                                                                                                                                             / _

A ., v.'

         .                                                   J
1. '. $%2 7 '1, *
                        ,              '$ %                   e
                     .                                        y 9

T e; ; I;i

                   *v                                -

1400X Figure 20. Fractograph showing detail in crystallographic (" rough") fracture surface area. um

y

                                                                                                           ,                    sm         i ig                ....,

e 3 f1 J

                              . . . .        .i.m  iii 50X Figure 21.                         Fractograph of beach mark in secondary crack propagation system.
                   ' & W rQ'~? W5? %?S$5h
                  . .~. +c4%7<;y. -_

13 m!I* :c ..:  : . npx 52 . ..

                                                  .--y .v t
  • A f.g. 'p .
                   . : reif,.. r _w
                     .r.
!.? ,. 4.iG . .

D...

                                                                                                .y . . .
                                                                                                - ._,tt .Y.           ..

8.:,.V

                     .y
                      . . ,. 4-;     . , , g :F .p'*                                                   ..;
                   . .To.'                        i                                   ,

iW A'*"< .A-

                      ~
                                           ". A. Q                             Q:                                             'y:
                                                                                                                            - v.,
                                                '~

kgy .;SY.h.&,

                                            ,                                    .        . e t..               W. .                  4
                                          -b.h                              -

d.'N 4

                                                                                                                   .[
                              ..                          ;                                                          .-J : . .
                                                                                                       . .,.k.   .
                                                                                                                   .s: . .

I l k . . .., f,s~ '.'*, . v.iikkg7Sh .]'Q,g.

                   ~

1 ,.

                        ;                                                   n . L.r .% , r                          . . . . . .
                     .. z.                     "
                                                                    *4 .-9#:g
                            '% [ . . .f .;,                        yhe               h .'g.'4  h**y e7 **. 4. L%;;                    9 s?; - G, ,
p. ..
                                                              , f..g
                                                       -.s     ; .                                             .-s 50X Figure 22. Fractograph of beach mark in secondary                                                                                          9 crack propagation system. Mixed mode                                                                         D-fracture is present in the mid-regic of the photo.                                                                                              ,

a

y

                                                                 ~ty 4

t 500X Figure 23. Fractograph showing crack growth character preceding beach mark in secondary propagation system. 4 500X Figure 24. Fractograph showing crack growth characte beyond last beach mark in a secondary propagation system.

                               ....                                                    1569 145

b, 9 ' ) fi ,

                                                         ~

ul '- b - q

,_ _ 1 Il e

4 4 500X Figure 25. Fractograph showing detail of mixed mode fracture character near beach marks.

.. .  ;  :. ~~ 4:- *

                                        .(  'l d'

M "& f _m s

                .o
                                                               - ,.3        q Figure 26. Crack Surface Perpendicular to Shaft Axis            550X
                                                             ~
                                         - g5=- ,

Figure 27. Crack Surface Parellel to Shaft Axis. 550X Appearance of Fracture Surfaces Generated by Impacting Saw-Notched Rectangular Bars of.the 17-4 PH Shaft Material . . r , ') 4

                                                                                                } [}7 0
                  ~
           * -              ~                  y p% '
  • 3 ; 'g~
                                       , . g- y. ..M sn \
                                                              ... N j' . Q N MDbh-;
                                                                     . Mpg            \                x s q g .s Y .'
                                                                                                  ,~ -
                                                                               ? ,- Q ,. -:.
                                                                                                    .R.

l .. 't9'OR - ' Keyway

                                                                               '       7
7. ' ' . ' ' '? Vertical
                                                                                        '..,-     ~ --                         -

2p,. P1ane n . :s: D ... [.[. , Crack Orisin

                                                                                                    -.                     .. :~

Transverse Plane 10X Y NY

                           %r                                               h.?.. xMD.>$$.::f.  .             -
                                                                                                                        .                  5h.

5?? ~ P' s .

                                                     .                  .x                        ?f
                                              .g          -             , %                             ;,

ser? ' iber 4

                                                                      $               p                .Ys        s ,*,                          9
                                                                                                    *TV'                                        :,4
                                                                                                           ~
                                                                                                                                                'i
                                                                         ~~*

t .. v; y RQ ,m

                                                                                    ,j'                                              , .a% w e* ;. N.'! ,

_ 'iWr.3 Longitudinal Plane 150X 1a 3r,; - iao iso / Figure 28. Optical Photomicrographs Illustrating Microstructural Crack Profiles g pp @

                                                            .,4 . ,
                                                           .bh[EY 'ba3
                                                   *k .4
                                                       * **4d! J ^;5J. mW,
                                                                         .            ,4
                                                                              '.".Fe [' , (.c.

L* ,*3  : ,

                                                                                  < _ - 4. , .
                                                       ,,_ 3        -

4 _a *. OhW. p- , 7X Figure 29. Optical photomacrograph showing the profile of the keyway. Note the absence of fillet in the keyway corner.

                                                                                                 ~      . .-
                                                                                                         'I 0 ~)

a M D.}}