螺旋压缩弹簧断裂分析

材料为50CrVA钢的弹簧在疲劳试验时发生批次性断裂,对断裂弹簧的断口进行宏、微观观察和能谱分析,对弹簧的组织进行检查,并测试其硬度,结合弹簧的制造工序,对裂纹的形成原因进行综合分析。结果表明:弹簧的断裂性质为镉致脆性断裂,镉脆发生在除氢工序,裂纹起源于镀镉过程中产生的凹坑处,弹簧镉脆断裂与除氢过程中的超温及喷丸与总检工序中防锈不当而产生的锈蚀有关。通过加强防锈处理及温度控制可以预防弹簧镉脆失效。     

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。     

油缸用碟簧断裂分析

50CrVA钢制油缸用碟形弹簧在服役的早期发生断裂。采用直读光谱仪、洛氏硬度计、金相显微镜、扫描电镜等对该碟形弹簧的化学成分、硬度、非金属夹杂物、表面脱碳层、显微组织和断口形貌进行了分析。结果表明,50CrVA钢碟簧断裂是疲劳断裂,裂纹源由支撑面的加工硬化表层与次表层中的夹杂物共同作用所形成。提高碟簧使用寿命的措施是改善原材料的纯净度和提高表面加工质量。     

60Si2MnA盘簧断裂失效分析

采用化学成分分析、硬度测试以及宏观和微观断口分析等方法对60Si2MnA钢盘簧失效原因进行了分析。结果表明,失效弹簧断裂源位于弹簧内侧,断口形貌呈典型的沿晶脆性断裂;组织为回火托氏体,其硬度偏高,清洗过程中由于氢的渗入致使发生氢致脆断裂。     

50CrVA钢弹簧的断裂分析和解决措施

对出现早期断裂的50CrVA弹簧材料进行金相、断口形貌和硬度分析。结果表明,磨削过程中产生的二次马氏体是弹簧失效断裂的主要原因。含二次马氏体的试样经450℃回火30 min后,可以消除其危害,硬度明显降低,弹簧的疲劳寿命有所提高。     

50CrVA弹簧断裂原因分析

50CrVA弹簧装配一段时间后发现断裂,后更换不同批次弹簧又发生断裂。对断裂弹簧进行断裂特征、组织观察分析,对硬度和镀层厚度进行测试。结果表明:存在表面镀层偏厚;弹簧的断裂性质为氢脆断裂;调查分析发现,断裂弹簧使用的表面处理槽液发生了改变,而工艺并未随之变化,致使在电镀过程中H的作用对弹簧影响较大,这是弹簧氢脆断裂的主要原因;此外,弹簧装配使用时不同轴导致应力集中,也对氢脆的发生有促进作用。工艺试验后,提出相应的改进措施,弹簧未发生断裂故障。     

50CrVA钢扭簧断裂失效分析

对50CrVA钢断裂扭簧的断口进行了观察和能谱分析,并对扭簧的组织进行了检查,测试了扭簧的硬度和氢含量。结果表明,扭簧断口性质为氢致延迟断裂;扭簧氢脆断裂主要与簧丝热处理后镀镉之前簧丝过腐蚀而超量吸氢有关;扭簧硬度(强度)过高、除氢时间过短以及镀镉槽液污染也是导致其氢脆断裂的诱发因素。通过严格控制扭簧镀镉前的表面清理过程,增加镀前除氢处理,适当延长镀镉后的除氢时间,同时在保证扭簧弹力情况下,热处理时尽量降低簧丝硬度,可以预防扭簧氢脆失效。     

过热器管沿焊接熔合线母材一侧断裂的分析

对12Cr1MoV钢过热器管沿焊接熔合线母材一侧所发生的断裂进行了详细的分析。通过探讨其服役历史及断口形貌特征,排除了发生应力腐蚀断裂的可能性,最终确定为氢损伤致脆延迟断裂,即氢脆。由于12Cr1MoV钢在电厂设备上应用很广泛,故本文对一些电厂高温运行构件的失效分析有一定的参考价值。     

有轨电车受电弓弹簧的断裂失效分析

某有轨电车顶部受电弓弹簧在车辆正常行驶过程中发生断裂。为了分析断裂的原因,应用扫描电镜、能谱仪、光学显微镜、直读光谱分析仪对该弹簧进行了宏观检查、断口扫描、显微组织检测、化学成分等分析,同时还进行了硬度梯度试验。结果表明:弹簧服役过程中承受拉应力作用,同时服役环境中存在腐蚀性介质,同时满足应力条件与介质条件,结合断口微观形貌判定该弹簧失效模式为应力腐蚀断裂。     

工程用35CrMo钢的断裂失效与预防措施

采用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、金相显微镜(OM)和显微硬度计,对发生断裂的工程用35Cr Mo钢进行了断裂失效分析,并提出了相应的预防措施。结果表明,工程用钢基体组织为回火索氏体+少量铁素体;螺纹表面存在约18μm的脱碳层,螺纹根部有机械损伤和淬火裂纹;工程用钢的断裂失效形式为氢致延迟断裂,使用前的螺纹根部的机械损伤和淬火裂纹,使得在外加应力的作用下氢原子向裂纹尖端移动和富集,使局部氢浓度升高,使工程用钢发生氢致延迟断裂。裂纹起始于螺纹根部近表面的机械损伤或淬火裂纹处,并逐渐扩展至心部,在多源裂纹交汇处形成劈拉台阶,并最终造成断裂。     

65Mn弹簧垫圈断裂分析

直径为4 mm的65Mn弹簧垫圈镀银后,在装配时发生了断裂。对失效件的宏观、微观特征进行观察,并对失效件的化学成分、金相组织及氢含量进行了测定。结果表明:弹簧垫圈在酸洗、电镀过程中零件内部渗入了氢,镀后未及时除氢且除氢时间不足,致使在外力的作用下垫圈发生氢脆断裂。在明确失效原因后,采取了针对性措施如增加除氢时间等,彻底避免了类似问题的发生。     

起落架40CrNi2Si2MoVA钢螺桩断裂分析

起落架40CrNi2Si2MoVA钢螺桩在安装一段时间后发生了断裂。为确定螺桩断裂的原因,对断裂螺桩断口宏微观形貌、断裂螺桩及对比件的氢含量、材料的性能以及表面损伤等因素进行了检查,并对电镀工艺进行了评定。结果表明,裂纹主要起源于第一螺纹根部的机械损伤部位,源区以沿晶断裂特征为主,断裂件含氢量较高。综合分析认为。螺桩断裂性质为氢致延迟断裂,表面机械损伤对氢吸收和扩散的促进作用和40CrNi2Si2MoVA钢材料高强度所致的高氢脆敏感性是导致断裂的主要原因。     

起落架缓冲器上支臂支座断裂分析

主起落缓冲器疲劳试验中，缓冲器上支臂支座断裂。通过对支座材料成分、硬度和金相组织检测分析，以及断口宏微观形貌观察、断口能谱分析等，研究断口的断裂特征和裂纹源产生、扩展、断裂过程。结果表明，该支座在摩擦产生的高温条件下，Cd2+渗入基体形成共晶体，从而产生疲劳源；在交变应力的作用下，疲劳源发生隔脆，形成裂纹源，裂纹扩展导致断裂。根据支座断裂原因及使用环境，建议调整该支臂的表面处理工艺，配合面可采用镀锌等工艺，或采用其他防腐蚀能力较强的超高强度钢。     

65Mn弹簧钢簧片断裂分析

以断裂的65Mn弹簧钢簧片作为研究对象,对簧片断口的宏观形貌、微观组织、化学成分及显微硬度等进行分析,对簧片加工工艺和操作进行检查分析并试验。结果表明:由于折弯工序未采取防护措施,簧片折弯处造成损伤,且大量H原子向折弯处聚集,最终导致簧片氢致延迟脆性断裂。完善簧片的折弯工艺,减少应力集中,在技术要求范围内适当降低硬度,通过试验验证完善工艺措施的有效性。     

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对断裂失效的螺栓件进行宏观分析、化学成分分析、力学性能试验、断口分析、金相分析和硬度测试,结果表明,该螺栓属于起裂螺纹根部表面的单向弯曲疲劳断裂,断裂螺栓起裂区断口为穿晶和少量沿晶混合的疲劳断口,扩展区断口为穿晶疲劳断口,终断区很窄,为韧窝断口,说明螺栓起裂过程除受到弯曲疲劳应力外,还受到氢的作用,螺栓终断时弯曲应力并不大。螺栓镀锌后残留氢偏高和工作中存在振动是导致螺栓发生疲劳断裂的主要原因。