汽车弹簧断裂分析

汽车用弹簧(后簧)在试验过程中发生断裂。对断裂弹簧进行外观检查、金相组织和显微硬度检测,对弹簧断口进行宏微观检查、能谱分析,综合分析弹簧的断裂性质和原因。结果表明,弹簧的断裂性质为疲劳断裂。断裂过程及原因为:弹簧喷丸之前,由于磁粉探伤机故障产生电火花放电,引起弹簧局部接触高温而在表面形成一个烧伤区;该烧伤区破坏了弹簧的表面完整性,导致弹簧疲劳寿命大幅度降低,在试验载荷作用下,从烧伤区萌生疲劳裂纹并发生断裂。改进措施为加强关键设备、工艺的监控,以避免弹簧生产过程中受到异常损伤。     

动车组用气动控制阀弹簧异常断裂的失效分析

动车组用气动控制阀发生数起回位弹簧异常断裂,影响列车运行安全。采用断口宏微观形貌观察、扫描电镜及能谱分析、金相显微组织分析、显微维氏硬度测试等手段对失效弹簧进行分析。结果表明:弹簧为疲劳断裂,裂纹萌生于弹簧内圈表面的横向外伤和表面凹坑处,服役过程中,裂纹从内圈表面向外部疲劳扩展,最终造成回位弹簧的早期断裂失效;弹簧内圈表面存在的横向外伤和表面凹坑产生于弹簧制造过程,后续对制造工装的追溯检定证实这个推断。建议在制造弹簧时,导料工装选取摩擦系数小、较软的材料以避免损伤簧丝,并对制造过程所用工装定期检修。     

55SiCr汽车悬挂弹簧早期失效分析

某厂生产的55SiCr汽车悬挂弹簧在车辆行驶5 000 km后发生断裂,为寻找弹簧早期失效原因,验证同批次弹簧安全性,并寻找防止断裂的预防措施,使用扫描电镜和金相显微镜等分析设备进行断裂弹簧试样失效分析,发现断口上存在明显的疲劳弧线,断裂起源部位存在机械损伤。检测分析结果表明,该弹簧断裂属于疲劳断裂,疲劳源为弹簧材料内弯表面机械损伤。     

扭杆弹簧的早期断裂和预防措施

45Cr NiMoVA钢扭杆弹簧发生早期断裂。通过断口分析、化学成分、金相检验和硬度检测分析了扭杆弹簧断裂的原因。结果表明,扭杆弹簧的花键齿表面存在脱碳现象,使断裂韧度和疲劳强度降低,在交变载荷作用下,在花键齿根萌生疲劳源,最终导致扭杆弹簧早期疲劳断裂。预防扭杆弹簧早期断裂的措施是避免扭杆花键齿表面脱碳和适当提高淬火后的回火温度。     

飞机副翼前端开裂原因分析

针对飞机副翼前端裂纹失效问题,通过对零件进行化学成分分析、断口宏观观察、显微观察、金相分析和强度检测等方法探究其裂纹性质,并结合有限元应力分析对裂纹产生原因进行深入剖析。结果表明,调质不充分造成零件表面强度下降,同时在没有表面防护的情况下,零件表面极易与周边部件相互摩擦形成磨损凹坑,造成表面碳含量极少的渗碳体与附着腐蚀液直接接触进而发生电化学腐蚀反应形成早期腐蚀疲劳裂纹源,最后在长期的服役交变载荷作用下不断扩展,最终造成腐蚀疲劳失效。     

60Si2CrVAT弹簧疲劳断裂原因分析

通过实验样品,分析了60Si2Cr VAT弹簧疲劳断裂的原因。结果表明,表面凹坑、表面硌伤、组织异常是导致弹簧样品断裂的主要原因。样品中,表面硌伤所占比例较大,硌伤产生的主要原因为弹簧在支撑圈打磨过程中,打磨质量较差,导致疲劳试验过程中支撑圈和工作圈产生点接触;随疲劳试验的进行,点接触位置逐渐产生硌伤而引起应力集中。     

汽车发动机气门弹簧断裂原因分析

汽车发动机气门弹簧发生断裂。通过对气门弹簧进行宏观检查、硬度检测、金相组织检测、化学成分检测、断口分析、能谱分析,以查找、确定发动机气门弹簧疲劳断裂性质及产生原因。结果表明:气门弹簧断裂性质为疲劳断裂,导致弹簧发生疲劳断裂的直接原因是表面麻坑缺陷,表面麻坑在原材料钢丝状态时已经存在。通过在卷簧机器前增加自动识别钢丝表面缺陷装置、增加检测频次等一系列的改进措施,该问题得到预防。     

55CrSi弹簧断裂原因分析

为了找出材质为55CrSi泵下体内部弹簧的断裂原因,利用体视显微镜、扫描电子显微镜对断裂弹簧的裂纹形态及断口表面进行宏微观观察。结果表明:弹簧的断裂失效模式为疲劳断裂;裂纹起源于弹簧丝表面,是由弹簧丝制备及加工过程中形成的凹痕及折叠缺陷引起的;另外,弹簧丝表面喷丸质量较差,造成较大的应力集中,弹簧运行过程中,在交变载荷作用下,疲劳裂纹从弹簧丝表面向内扩展,最终导致弹簧断裂。     

锥形弹簧垫片断裂失效分析

通过观察锥形弹簧垫片的断裂位置与断口形貌,结合金相组织、化学成分、显微硬度等试验结果,确定该垫片的断裂类型为低应力疲劳断裂。断裂原因为外圆光亮带较小和外圆面粗糙,它们分别由冲裁间隙过大引起和冲压成型后表面修复不充分造成。它们形成严重的微区应力集中,在动载荷的作用下萌生微裂纹,导致疲劳断裂。     

机车轴箱弹簧的断裂失效分析

通过宏观断口分析、疲劳裂纹源处显微组织、基体组织、表面硬度检测以及常温及低温冲击试验,对断裂的轴箱弹簧进行分析。结果表明,弹簧表面脱碳,在工作应力过大时形成疲劳裂纹源,是造成该弹簧断裂的主要原因。提出了改进意见。     

50CrVA钢弹簧断裂分析

由50CrVA钢绕制的弹簧在服役后发生断裂,采用断口宏观及微观观察,金相组织分析,能谱分析,显微硬度试验等方法对断裂原因进行了综合分析。结果表明,断裂弹簧属氢致脆性断裂,在加工过程中电镀时的电接触损伤是发生氢致脆断的主要原因,同时退铜工艺过程中酸洗过度也是导致氢致脆断的因素。提出改进措施为在电镀过程中,确保电极固定后与簧丝不局部接触,在表面处理工艺中尽可能减少弹簧吸氢环节,同时保证除氢的时间受控。该故障的原因分析及纠正措施可为提高产品质量,加强特种工艺控制,防止类似问题再次发生提供借鉴。     

连接螺栓的失效分析

某构件进行疲劳性能试验时,连接螺栓发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、硬度及化学成分检测,确定了连接螺栓的断裂性质和原因。结果表明：连接螺栓的断裂性质为微动疲劳;断裂原因是球轴承上由于某种偶然因素形成缺口,导致球轴承上裂纹的萌生和扩展,球轴承裂纹的产生使得连接螺栓与球轴承之间的预紧力减小,局部松动而产生不均匀接触,在径向有规律的往复载荷作用下,导致连接螺栓产生微动磨损,进而发生微动疲劳断裂。     

高压压气机转子叶片断裂分析

对断裂叶片进行材质和断口等综合分析，确认高压压气机Ⅰ、Ⅱ级叶片断裂的特征和失效模式，明确叶片断裂失效与材料的力学性能等冶金因素无关。结果显示:高压压气机Ⅰ级叶片断裂为疲劳断裂，为首断件和肇事件；Ⅱ级叶盘所有叶片均为大应力作用下的疲劳断裂，为受害件。Ⅰ级叶盘叶片断裂与承受较大的共振应力有关，属于结构设计问题。进一步的分析表明，压气机Ⅰ级叶盘叶片叶型厚度超差，使得K=3激起的一阶弯曲共振转速更靠近慢车转速区域。疲劳断裂叶片在裂纹萌生处存在明显的横向加工痕迹，降低了疲劳性能。叶片表面较明显的加工损伤对Ⅰ级转子叶片断裂起到一定的促进作用。     

风电齿轮箱小齿轮断齿原因分析

风电场1.5 MW风电机组齿轮箱在运行中出现故障,经检查发现中速轴小齿轮出现断齿现象。采用宏观观察、微观观察、并结合相关理化性能测试,综合分析得出齿轮的失效原因。结果表明,风电齿轮箱中速轴小齿轮断裂性质为疲劳断裂,在断口上观察到清晰的疲劳弧线,裂纹源萌生于齿面接触疲劳产生的蚀坑中,而导致齿面严重接触疲劳的原因是偏载。     

太阳齿轮轮齿表面损伤分析

某型飞机太阳齿轮在进行超功率试验过程中多次出现金属屑报警,未停止试验,试验完毕后对其进行分解,检查发现轮齿表面存在剥落凹坑。通过宏微观观察、能谱成分分析、金相组织检查、硬度检测等方法对齿轮表面损伤进行分析,以确定该损伤的性质和形成原因。结果表明：轮齿的损伤为表面接触疲劳剥落,偏载导致轮齿表面局部应力过大是剥落产生的主要原因。     

航空发射装置片簧失效分析

工厂在修理飞机时,发现航空发射装置片簧断裂。本文通过外观检查、断口形貌观察、组织及硬度检查等方法,对断裂的片簧进行了分析。结果显示,片簧失效模式为氢致延迟和机械疲劳复合断裂。结合片簧的表面处理及其使用过程,分析认为不正常的表面处理及飞行中的振动均为导致片簧失效的重要因素。