Page 74 - 理化检验-物理分册2020年第二期

李剑玉: 弹性圆柱销开裂失效分析

１．２ 化学成分分析 绝大部分, 呈现沿晶的脆性断裂形貌, 内表面连接
在失效圆柱销上取样进行化学成分分析, 分析 区域占整个断口的比例很小, 为人为撕裂的断口.
结果见表 １ .结果表明失效圆柱销的化学成分符合 整个断口 表 面 未 见 明 显 的 塑 性 变 形, 未 见 明 显 的
GB / T３２７９－２００９ « 弹簧钢热轧钢板» 对 ６５Mn 弹簧 冶金缺陷.
钢的成分要求. 将裂纹源区进一步放大观察, 如图 ４ 所示, 可
表 １ 失效圆柱销的化学成分( 质量分数) 见裂纹源 区 断 面 干 净, 未 见 腐 蚀 产 物. 断 口 裂 纹
Tab敭１ Chemicalcom p ositionsofthefailure 扩展区 SEM 形貌如图 ５ 所示, 可见断口裂纹扩展
c y lindrical p in massfraction ％
区呈沿晶分离状, 晶粒轮廓鲜明, 晶面上可观察到
项目 C S Cr Mn Si
变形线, 为 典 型 的 氢 脆 微 观 断 口. 最 后 人 为 打 开
实测值 ０．６５ ０．００２ ０．１１ １．１７ ０．２４
断口, 如图 ６ 所示, 可观察到细小的韧窝和断裂的
标准值 ０．６２~０．７０ ≤０．０３５ ≤０．２５ ０．９０~１．２００．１７~０．３７
镀镉层.
１．３ 硬度测试

在失效圆柱销上取样进行显微维氏硬度测试,
测得 硬 度 为 ５２３ HV０．５ ,工 艺 要 求 为 ４２０ ~
５６０HV０．５ , 可见失效圆柱销的硬度满足工艺要求.
１．４ 金相检验
在失效圆柱销上取样进行金相检验, 如图 ２ 所
示, 可见其显微组织主要为回火马氏体, 未见条带状
组织和脱碳现象. 图 ３ 断口 SEM 形貌

Fi g 敭３ SEM mor p holo gy ofthefracture

图 ４ 裂纹源区 SEM 形貌
Fi g 敭４ SEM mor p holo gy ofthecracksourcearea

图 ２ 失效圆柱销在低倍和高倍下的显微组织形貌
Fi g 敭２ Microstructuremor p holo gy ofthefailurec y lindrical p in
ata lowandb hi g hma g nificaiton
１．５ 断口分析 图 ５ 裂纹扩展区 SEM 形貌
失效圆 柱 销 的 外 表 面 已 裂 开, 内 表 面 尚 有 连 Fi g 敭５ SEM mor p holo gy ofthecrackg rowtharea
１．６ 氢质量分数测定
接, 将 内 表 面 连 接 处 人 为 打 开, 通 过 FEIQuanta
６５０ 型 扫 描 电 镜 ( SEM ) 对 断 口 进 行 观 察. 断 口 通过 ONH２０００ 型氧氮氢气体分析仪对 ３ 件失
SEM 形貌如图 ３ 所 示, 可 见 裂 纹 起 源 于 弹 性 圆 柱 效圆柱销进行氢质量分数测定, 氢质量分数分别为
销外侧亚 表 面, 向 内 扩 展.扩 展 区 占 整 个 断 口 的 ０．０００４１％ , ０．０００５５％ , ０．０００８６％ .
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