Page 54 - 理化检验-物理分册2019年第二期

杨娇龙, 等: GIS 用不锈钢板簧断裂分析与预防

形貌可见, 断口按颜色可分为两个区域: 黄褐色为最 强度较高的脆性材料强制断裂时形成的 [ ６ ] .
先断裂区域, 标记为 I区; 有金属光泽的为瞬断区, 采用日本电子 JSMＧ６５１０A 型扫描电镜 ＋ 能谱
标记为II区.采用酒精反复清洗断口表面, 使用日 仪对断口进行能谱( EDS ) 半定量分析 [ ７ ] .图 ３b ) 中
本电子JSMＧ６５１０A 型扫描电镜( SEM ) 观察板簧断 I区分析位置及 EDS 谱见图 ４ , 成分分析结果见表
口微观形貌, 图 ３b ) 中I区和II区的 SEM 形貌分别 ２ .由表 ２ 可见, 除板簧材料基体元素外, 可检测到
见图 ３c ) 和图 ３d ).由图 ３c ) 可见, I区断口呈沿晶 高含量的氯元素( 质量分数为 ４．２９％ ).同时作为
断裂形貌, 可见泥状花样龟裂纹, 为应力腐蚀开裂的 对比, 对图 ３b ) 中II区也进行了能谱半定量分析, 分
典型形貌; 由图 ３d ) 可见, II区断口呈沿晶冰糖状, 析位置及 EDS 谱见图 ５ , 成分分析结果见表 ３ , 结果
为脆性断裂形貌, 部分晶粒内可见微小韧窝, 推测是 显示除了基体元素外, 未见其他元素.

图 ４ 图 ３b ) 中I区 EDS分析位置及谱图
Fi g 敭４ EDSa anal y sislocationsandb s p ectrumofr g eionIinFi g 敭３b

图 ５ 图 ３b ) 中II区 EDS分析位置及谱图
Fi g 敭５ EDSa anal y sislocationsandb s p ectrumofre g ionIIinFi g 敭３b
表 ２ 图 ３b ) 中I区 EDS分析结果( 质量分数) １．４ 金相分析
Tab敭２ EDSanal y sisresultsofre g ionIinFi g 敭３b 对断裂板簧断口位置制样进行显微组织观察,
massfraction ％ 磨制、 抛光后, 采用 １０％ ( 体积分数) 草酸溶液电解
分析位置 O Al Cl Cr Ni Fe 浸蚀, 然后使用 OLYMPUSGX５１ 型金相显微镜进

A ４９．０４ １．１２ ４．０２ １５．６０ １．４１ ２８．８０ 行观察.由图 ６ 可见, 板簧显微组织为奥氏体 ＋ 形
B ４２．９２ ０．９２ ４．２９ １６．６１ １．７２ ３３．５４ 变诱导板条马氏体 ＋ 晶间析出物, 符合固溶处理 ＋
C ６３．７１ １．００ ２．０１ １１．９４ － ２１．３５ 强冷延成型硬化加工后的组织要求.由图 ６ 还可
表 ３ 图 ３b ) 中II区 EDS分析结果( 质量分数) 见, 组织中有较多的非金属夹杂物, 可见明显的沟状
Tab敭３ EDSanal y sisresultsofre g ionIIinFi g 敭３b 组织 [ ８ ] , 晶界上有腐蚀沟在一定程度上弱化了晶界
massfraction ％ 结合力, 同时提高了材料的应力腐蚀敏感性.
分析位置 Al Cr Ni Fe １．５ 力学性能试验
A １．１２ １８．８１ ５．０９ ７４．９８ 使用 HVSＧ５ 型显微硬度计对断裂板簧及库存
B ０．７５ １９．３５ ４．６６ ７５．２４ 板簧进行表面硬度测试, 试验力为 ２．９４N ( ３００g f ),
C １．０１ １８．２１ ５．６３ ７５．１５ 加载 时 间 为１５s , 试 验 结 果 见 表４ . 由 表４可 以 看
１ １ ３