Page 92 - 理化检验-化学分册2017第八期

彭小钢, 等: 弹簧钢丝拉拔断裂原因分析

１．１．２ 微观观察
１．１．２．１ １ 号钢丝
１ 号钢丝( ４．２mm ) 断口扫描电镜( SEM ) 形貌
ϕ
见图 ２ , 可以看到断口呈韧窝状, 裂纹源位于中心位
置, 这也表明材料表面没有明显的外观缺陷.将源
区放大可见有夹杂物存在, 见图 ３ ; 能谱( EDS ) 分析
表明, 夹杂物含有钙、 铝、 硅等杂质元素, 见图 ４ .

图 ２ １ 号钢丝断口 SEM 形貌
图 ５ ２ 号钢丝断口 SEM 形貌
Fi g 敭２ SEM mor p holo gy offractureofNo．１steelwire
Fi g 敭５ SEM mor p holo gy offractureofNo．２steelwire :
a ) atlowma g nification ; b ) athi g hma g nification
的 ６５ 钢, 取失效件试样 １ 号和 ２ 号以及原材料试样
３ 号和 ４ 号检测其化学成分, 结果如表 １ 所示.可
见无论是 原 材 料 还 是 失 效 件, 其 化 学 成 分 均 符 合
GB / T６９９－２０１５ 对 ６５ 钢成分的技术要求.
表 １ 原材料及失效件化学成分分析结果( 质量分数)
Tab敭１ Chemicalcom p ositionanal y sisresultsofrawmaterial
andthefailuresam p les massfraction ％
图 ３ １ 号钢丝裂纹源区夹杂物 SEM 形貌
试样编号 C Si Mn P S Ni Cr Cu
Fi g 敭３ SEM mor p holo gy ofinclusionsinthe
cracksourceareaofNo．１steelwire １ ０．６７ ０．２６ ０．７１ ０．０２３ ０．０１０ ０．０１ ０．０３ ０．０７
２ ０．６７ ０．２２ ０．７１ ０．０２１ ０．０１２ ０．０１ ０．０３ ０．０７
３ ０．６６ ０．１６ １ ) ０．６６ ０．０２５ ０．００５ ０．０１ ０．０３ ０．０９

４ ０．６６ ０．１９ ０．６８ ０．０２２ ０．００８ ０．０１ ０．０３ ０．０９
０．６２~０．１７~０．５０~ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤
标准值
０．７０ ０．３７ ０．８０ ０．０３５ ０．０３５ ０．３０ ０．２５ ０．２５
注: １ )符合 GB / T２２２－２００６ « 钢的成品化学成分允许偏差» 要求

图 ４ １ 号钢丝裂纹源区夹杂物 EDS谱 １．３ 金相分析
Fi g 敭４ EDSs p ectrumofinclusionsinthe １．３．１ 显微组织观察
cracksourceareaofNo．１steelwire 观察 １ 号钢丝截面的显微组织, 如图 ６ 所示, 可
１．１．２．２ ２ 号钢丝 以看到显微组织为变形珠光体 ＋ 沿晶分布的铁素
２号钢丝( ２．５mm ) 断口 SEM 形貌如图５所示, 体, 且晶粒粗大、 不均匀; ２ 号钢丝的显微组织中也
ϕ
同样可以看到断口呈韧窝状, 裂纹源位于中心位置, 存在网状铁素体, 如图 ７ 所示.
这同样也表明, 材料的表面没有明显的外观缺陷. 钢丝原材料热轧盘条中心部位的显微组织为片
１．２ 化学成分分析 状珠光体及呈网状分布的铁素体, 见图 ８ ; 边缘未见
加工成弹簧钢丝的热轧盘条是直径为 ６．５mm 明显脱碳层, 见图 ９ .
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