Page 94 - 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

表 ２ 原材料试样的拉伸性能
Tab敭２ Tensile p ro p ertiesoftherawmaterialsam p les
试样 屈服强度 抗拉强度 断后伸长率 断面收缩率
编号 R p ０．２ / MPa Rm / MPa A / ％ Z / ％
３ ５４１ ９４８ １２．５ ４０
４ ５４４ ９２５ １４．５ ４１
标准值 ≥４１０ ≥６９５ ≥１０ ≥３０

表 ３ 失效件及原材料试样的硬度试验结果
Tab敭３ Hardnesstestresultsofthefailuresam p lesand
图 １３ 硫化夹杂物 EDS谱( １ 号钢丝)
therawmaterialsam p les
Fi g 敭１３ EDSs p ectrumofsulfideinclusions ( No．１steelwire )
试样 硬度 / HV
１ 号断口附近 ３０８
１ 号远离断口处 ３３７
２ 号断口附近 ３８５
２ 号远离断口处 ４０２
３ 号 ３２５
４ 号 ３１０

２ 分析与讨论

图 １４ 硫化夹杂物 EDS谱( ２ 号钢丝) 由以上理化检验结果可以知道: 失效钢丝的断
Fi g 敭１４ EDSs p ectrumofsulfideinclusions ( No．２steelwire ) 口宏观形貌呈笔尖状, 断口处存在非金属夹杂物, 裂
纹源处于钢丝中心位置, 钢丝表面未见质量缺陷; 钢

丝原材料热轧盘条化学成分符合 GB / T６９９－２０１５
对 ６５ 钢的技术要求; 钢丝显微组织为珠光体 ＋ 网状
铁素体, 且存在晶粒粗大、 不均匀现象; 同时显微组
织中存在较多的硫化物和氧化物夹杂物.网状铁素
体、 粗大不均匀的晶粒以及较多夹杂物都会降低材

料的 力 学 性 能, 从 而 影 响 其 使 用, 不 符 合 GB / T
２４２４２．１－２００９ « 制丝用非合金钢盘条 第 １ 部分: 一
图 １５ 氧化夹杂物 EDS谱( 原材料)
般要求» 中关于显微组织中不得存在对其使用有害
Fi g 敭１５ EDSs p ectrumofoxideinclusions ( rawmaterial )
的组织缺陷的规定.
果如表 ２ 所示, 可见原材料的拉伸性能符合 GB / T
网状铁素体的存在将割裂珠光体之间的联系, 使
６９９－２０１５ 对 ６５ 钢的技术条件要求, 且拉伸性能的
钢的强度特别是屈服强度降低, 同时降低材料的塑
波动幅度符合 GB / T２４２４２．２－２００９ 技术要求.由
性, 从而容易导致变形开裂; 晶粒粗大、 不均匀同样也
此可以看到, 钢丝原材料的力学性能正常.
会降低材料的力学性能, 影响使用.如果钢中存在明
１．４．２ 硬度试验
显的夹杂物, 在材料加工变形时, 由于夹杂物与钢基
分别检测失效件 １ 号和 ２ 号钢丝断口附近和远
体变形不一致, 基体的连续性被这一变性差异破坏,
离断口处 横 截 面 的 硬 度, 并 与 原 材 料 试 样 ３ 号 和
势必会造成在夹杂物和基体之间的交界处产生应力
４ 号横截面处的硬度进行比 较, 结 果 如 表 ３ 所 示.
集中, 从而导致材料在变形处产生裂纹进而引起断
可见失效件 １ 号和 ２ 号钢丝断口附近和远离断口处
裂 [ １Ｇ２ ] .钢丝断口裂纹源处存在的夹杂物就证明了
的硬度差别不大, 并且 １ 号和 ２ 号钢丝硬度与原材
夹杂物是材料在加工过程中产生应力集中进而导
料试样 ３ 号和 ４ 号的硬度同样差别不大, 这表明材
致断裂的原因 [ ３ ] ; 同时, 从金相分析结果还可以看
料的力学性能是均匀的.
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