60Si2CrVA弹簧钢断口及断裂原因分析北大核心CSCD

60Si2Cr VA弹簧在服役状况下,运行寿命不到设计寿命的1/3,发生了断裂。为了分析弹簧的断口和断裂原因,根据该弹簧钢的制造和服役状况,对断口宏观形貌、SEM照片进行了分析;并对弹簧钢的应力分布、化学成分、组织和硬度进行了分析。发现了弹簧断裂为疲劳断裂,其失效起源于表面缺陷和最大切应力的共同作用,且弹簧内部组织有石墨化现象,硬度高,韧性降低,导致了整个工件的断裂。提出了该弹簧在加工过程、检测过程及热处理过程中的一些改进的措施。     

60Si2CrVA弹簧钢绕簧断裂过热缺陷分析

某轧钢厂将钢号为60Si2CrVA、尺寸为156 mm×156 mm的方坯轧成?60 mm、?65 mm圆钢,圆钢送弹簧制造厂绕制弹簧,并在绕制弹簧过程中发生开裂。为了找出60Si2CrVA弹簧钢绕簧断裂原因,对弹簧钢解剖取样进行低倍检验、硬度检验、金相检验、断口分析、化学成分分析等检测。结果表明：弹簧钢母材存在严重过热现象从而形成纵向裂纹,并在绕制或淬火过程中因纵向裂纹扩展导致断裂。     

60Si2MnA弹簧钢棒材断裂失效分析

Ф28 mm的60Si2MnA弹簧钢棒材经热卷簧和淬回火后,在压力检验时发生断裂。对弹簧断口进行了宏观和扫描电镜分析后,得出60Si2MnA弹簧的断裂原因为:热卷簧工艺不当,导致弹簧底部擦伤,局部应力集中,在随后的淬火过程中,在擦伤处发生部分马氏体淬火开裂,并在回火时,开裂处发生严重氧化,最终在压力实验时,发生完全断裂。通过优化热卷簧工艺,同时适当降低淬火温度和及时回火,可以避免60Si2MnA弹簧的断裂失效。     

弹簧钢60Si2Mn疲劳试验断裂分析

对60Si2Mn弹簧钢进行了疲劳寿命试验。试验结果表明，疲劳寿命较低，未达到标准要求(不低于20万次)。采用化学成分检测、断口扫描观察、能谱分析和金相检验等方法，对疲劳试验中断裂弹簧进行了分析、检测。分析结果表明，钢丝表面微裂纹是导致弹簧疲劳断裂的直接原因，该裂纹是由于母材表面存在轧制缺陷，经过拉拔表面产生硬化组织，由于塑性不足，产生微裂纹；钢丝近表面存在超尺寸夹杂物，该夹杂物属于连铸过程中典型的外来宏观夹杂物，间接加速了弹簧疲劳断裂。     

弹簧钢60Si2Mn疲劳试验断裂分析

对60Si2Mn弹簧钢进行了疲劳寿命试验.试验结果表明,疲劳寿命较低,未达到标准要求(不低于20万次).采用化学成分检测、断口扫描观察、能谱分析和金相检验等方法,对疲劳试验中断裂弹簧进行了分析、检测.分析结果表明,钢丝表面微裂纹是导致弹簧疲劳断裂的直接原因,该裂纹是由于母材表面存在轧制缺陷,经过拉拔表面产生硬化组织,由...     

60Si2Mn弹簧钢的断裂失效分析

60Si2Mn弹簧钢在正常服役过程中出现断裂,断裂后部分原件损失,根据材料力学原理,并结合断口特征,确定断裂起源位置;采用光学显微镜、扫描电镜、体视显微镜、直读光谱仪等对残留端口的显微组织、宏微观断口形貌和化学成分等进行观察和检测分析,以确定断口起源和断口特征。结果表明:由于生产过程操作不当,弹簧表面存在微裂纹,同时由于喷丸处理的工艺不恰当,造成弹簧表面形成较深的应力线,应力线发展成为沿应力线的开裂和脱落。这些微裂纹、开裂以及脱落,作为弹簧的疲劳断裂源,造成了弹簧的断裂。     

高强度弹簧钢60Si2CrVAT拉伸试样异常断裂原因分析

某公司生产的高强度弹簧钢60Si2Cr VAT圆棒材,出厂之前检测力学性能时发现部分试样抗拉强度及屈服强度满足标准要求,但断面收缩率及断后伸长率指标均明显低于标准要求。利用体视显微镜及扫描电子显微镜(SEM)对力学性能异常试样断裂原因进行了分析。结果表明,性能不合格试样属于异常断裂,试样制备过程中表面产生加工硬化、甚至出现微裂纹是引起拉伸试样异常断裂的主要原因。改善样坯热处理后的加工方式可消除此类异常断裂现象。     

50CrVA弹簧钢断裂失效分析

某热处理厂生产的合金弹簧钢50CrVA在卷成盘放置一段时间后发生断裂.采用直读光谱仪、洛氏硬度计、金相光学显微镜、扫描电镜对50CrVA失效合金弹簧钢的化学成分、力学性能、显微组织、断口形貌进行了分析.结果表明:淬火过程中马氏体的转变是不完全的,留有残余的奥氏体,经过回火后残余的奥氏体会产生二次马氏体.断口特征呈冰糖状...     

50CrVA弹簧钢断裂失效分析

某型液氨槽罐车在运输过程中安全阀突然起跳导致氨气泄露，经后期拆卸发现安全阀弹簧多处断裂。为了保证液氨槽罐车的安全运输，利用直读光谱仪、超景深三维显微镜、扫描电镜、金相显微镜、洛氏硬度计等仪器对失效弹簧进行分析。结果表明：弹簧存在非金属夹杂物，同时弹簧在淬火过程中马氏体的转变是不完全的，经过回火后组织内依旧存在碳化物和铁素体，从而使材质硬度降低。经过扫描电镜分析发现断口特征呈冰糖状，属于沿晶脆性断裂，同时断口上存在许多球状颗粒的氧化物和碳化物，也进一步加大了弹簧的的脆性。因此，非金属夹杂物以及回火后残存的碳化物和氧化物是导致弹簧断裂的主要原因。     

热处理工艺对60Si2CrVA弹簧钢组织及性能的影响

利用SEM、金相显微镜、X射线应力测定仪、MTS万能试验机等研究了淬火-等温（Q-I）及淬火-等温-回火（Q-I-T）工艺对60Si2CrVA弹簧钢组织及性能的影响,并与传统工艺进行了比较。结果表明,经Q-I工艺处理的60Si2CrVA弹簧钢具有良好的综合力学性能,抗拉强度可达到2142 MPa,断面收缩率为42.17%,冲击吸收能量达到了43.3 J。Q-I工艺得到的复相组织中较多的残留奥氏体与下贝氏体是提高材料塑韧性的主要原因。关键词: 60Si2CrVA钢;热处理;显微组织;力学性能;残留奥氏体TG142.41     

60Si2MnA弹簧钢

正60Si2Mn A属于中碳合金弹簧钢,是标准件冷镦冲头的基本钢号。具有屈服强度、疲劳极限高,韧性塑性也较高,回火稳定性良好,热加工性能好、成本低。合金元素含量低,淬透性比60Si2Mn高,含锰能提高淬透性,ψ12 mm的钢材油中可淬透,表面脱碳倾向比硅钢小,经热处理后的综合力学性能优于碳钢,但有过热敏感性和回火脆性倾向,水淬有形成裂纹倾向;强度,硬度、弹性和淬透性均比65钢高。退火态可切削性尚可,     

60Si2Mn弹簧钢失效机理分析

对某公司试生产的60Si2Mn弹簧钢由于强度高,断面收缩率和断后伸长率几乎为零,而无法后期加工的原因进行了研究.通过对失效材料的化学成分、显微组织、断口形貌和偏析区的检测分析发现:该钢中的氢和组织应力的共同作用是导致钢材失效的主要原因.     

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。     

奥氏体化温度对高强度弹簧钢60Si2CrVA组织和性能的影响

研究了奥氏体化温度对60Si2CrVA弹簧钢显微组织及机械性能的影响。发现钢中球状碳化物在奥氏体化温度超过950℃时开始大量溶解,并因此带来奥氏体晶粒直径,马氏体形态及机械性能的显著变化。研究表明,60Si2CrVA钢的最佳奥氏体化温度为900℃。     

高强度弹簧钢60Si2CrVA与SAE9254在NaCl溶液中的腐蚀行为

采用盐雾实验、电化学阻抗谱、极化曲线及慢应变速率拉伸实验(SSRT)系统研究了高强度弹簧钢60Si2CrVA与SAE9254在5%(质量分数) NaCl溶液中的腐蚀行为。盐雾实验表明,两种弹簧钢的平均腐蚀速率随时间延长均呈现先增加后减小的趋势,60Si2CrVA钢的长周期耐腐蚀性能更好,而SAE9254钢初期抗腐蚀性能较好。两种弹簧钢的腐蚀形态为点蚀,腐蚀产物均主要由α-FeOOH,β-FeOOH,Fe_2O_3及Fe_3O_4组成。电化学阻抗谱和极化曲线测试均表明,相比于SAE9254钢,60Si2CrVA钢具有更好的耐蚀性。SSRT结果表明,60Si2CrVA钢的SCC敏感性低于SAE9254钢,两者均呈现出浅裂纹沿晶扩展和深裂纹穿晶扩展的混合模式,SCC机制主要为氢脆机理。     

60Si2MnA钢弹簧疲劳断裂原因分析

采用直径为4 mm、经油淬和回火的盘条制作的60Si2MnA钢弹簧,在疲劳试验早期断裂。检测了盘条的化学成分和拉伸性能,并对断裂的弹簧进行了断口分析和金相检验。结果表明：盘条的化学成分和拉伸性能均符合要求,但弹簧表面有细微裂纹、机械损伤和脱碳层等缺陷以及马氏体,导致疲劳性能降低从而在疲劳试验时过早断裂。     

60Si2MnA弹条疲劳断裂原因分析

通过化学成分分析、扫描电镜检验、金相分析、硬度测定等方法,分析了造成弹条断裂的主要原因,认为断裂主要是因组织缺陷造成的。提出了获得优良性能的途径。     

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。