Page 69 - 理化检验-物理分册2022年第七期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202207014

60Si2Mn 钢弹簧断裂原因

宫高丽

( 成都市海瑞产品质量技术检测有限公司,成都 610500 )

摘 要: 某单元制动缸的缓解弹簧在检修测试过程中发生断裂。采用宏观观察、 化学成分分析、
硬度测试、 金相检验、 扫描电镜分析等方法对该弹簧的断裂原因进行了分析。结果表明: 该弹簧加
载后在应力与氢的交互作用下, 逐渐形成平整的裂纹源区, 裂纹快速扩展, 最终发生脆性断裂。
关键词: 单元制动缸;弹簧; 60Si2Mn钢;氢脆;断裂

中图分类号: TG142.1+5 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 07-0053-03

Fracturereasonof60Si2Mnsteels p rin g

GONGGaoli

( Chen g duHairuiProductQualit yTechnolo gyTestin gCo. , Ltd. , Chen g du610500 , China )

Abstract : Thereleases p rin gofaunitbrakec y linderbrokedurin gthemaintenanceandtest.Thefracture

reasonofthes p rin gwasanal y zedb y meansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , hardness

test , metallo g ra p hicexaminationandscannin gelectron microsco p eanal y sis.Theresultsshow thatthes p rin g

g raduall y formedaflatcracksourcere g ionundertheinteractionofstressandh y dro g enafterloadin g , andthecrack

ex p andedra p idl y , andfinall ybrittlefractureoccurred.

Ke y words : unitbrakec y linder ; s p rin g ; 60Si2Mnsteel ; h y dro g enembrittlement ; fracture
单元制动缸是决定列车运行安全的重要部件, 弹簧原始表面防锈工艺为发黑处理。为查明弹簧
在其组装完成或定期使用后必须进行测试, 以确保 断裂原因, 笔者进行了一系列理化检验与分析, 以
其状态良好。某单元制动缸在定期检修测试 过程 防止类似事故再次发生。
中, 发现其缓解量不够, 经拆解发现其中的缓解弹簧
1 理化检验
断裂。弹簧 材 料 为 60Si2Mn 钢, 弹 簧 自 由 高 度 为

( 165±3 ) mm , 弹簧中 径 为 90.5 mm , 钢 丝 直 径 为 1.1 宏观观察

6.5mm , 有效圈数 n=5 , 弹簧是返修弹簧, 为防止 对该单元制动缸的断裂弹簧进行宏观观察, 其

弹簧使用过程中发生锈蚀, 在返修过程中对其进行 宏观形貌如图 1 所示, 发现断面均呈不规则状。经

了 电镀锌防锈处理( 镀层厚度要求为 7~10 μ m ), 拆卸后发现该缓解弹簧已断裂成了 3 部分。

图 1 单元制动缸断裂缓解弹簧宏观形貌
1.2 化学成分分析

按照 GB / T20123 — 2006 《 钢铁 总碳硫含量的

收稿日期: 2021-11-03
作者简介: 宫高丽( 1993- ), 女, 助理工程师, 主要从事金属材料 测定高频感应炉燃烧后红外吸收法( 常规方法)》 和
理化检验检测工作, 763980351@ qq .com
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