Page 59 - 理化检验-物理分册2022年第十一期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202211012

某重型汽车钢板弹簧断裂原因

李琳琳,高 帅,慕 松

( 陕西重型汽车有限公司,西安 710200 )
摘 要: 某重型汽车钢板弹簧在服役期间异常断裂。采用宏观观察、 化学成分分析、 金相检验、
扫描电镜及能谱分析等方法, 对该弹簧断裂原因进行了分析。结果表明: 该弹簧拉应力一侧有较多
的腐蚀凹坑, 在弹簧服役时, 凹坑处萌生了疲劳裂纹, 最终诱发弹簧发生多源疲劳断裂。
关键词: 钢板弹簧;疲劳裂纹;腐蚀凹坑;断裂

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2022 ) 11-0043-03

Fracturecausesofleafs p rin g ofaheav y truck

LILinlin , GAOShuai , MUSon g

( ShaanxiHeav yDut yAutomobileCo. , Ltd. , Xi ’ an710200 , China )

Abstract : Theleafs p rin gofaheav ytruckbrokeabnormall ydurin gservice.Thefracturereasonsofthe

s p rin g were anal y zed b y means of macrosco p ic observation , chemicalcom p osition anal y sis , metallo g ra p hic

examination , scannin gelectronmicrosco p eandener gys p ectrumanal y sis.Theresultsshowthattherewereman y

corrosionp itsonthetensilestresssideofthes p rin g , andfati g uecrackswereinitiatedinthep itsdurin g theservice

ofthes p rin g , whicheventuall y inducedthemulti-sourcefati g uefractureofthes p rin g .

Ke y words : leafs p rin g ; fati g uecrack ; corrosionp it ; fracture
汽车钢板弹簧是汽车悬架应用最为广泛的一种 向约 1 / 4 处, 断裂位于钢板弹簧拉应力一侧( 装配时
弹性元件, 具有可靠性好、 结构简单、 制作工艺流程 向上), 弹簧钢片表面可见明显的挤压、 磨损痕迹, 磨
短等优点。汽车钢板弹簧由若干片曲率半径不同、 损处的弹簧钢片厚度有所减薄, 其余各部位有明显
长度不同、 宽度相同的弹性钢片叠加而成, 在整体上 的服役痕迹。
近似等强度的弹性梁, 具有减震和导向作用。某重
型汽车钢板弹簧在服役期间异常断裂, 导致车辆无
法正常运行。笔者对该断裂钢板弹簧进行一系列理
化检验和分析, 查明其断裂原因并提出改进建议, 以
避免该类问题再次发生。
图 1 断裂弹簧钢片的宏观形貌
1 理化检验
断口的宏观形貌如图 2 所示, 可见断口稍有不
1.1 宏观观察 平, 断口上覆盖有泥土和黄锈; 清洗后可见断口大致
断裂钢板弹簧的材料为 50CrVA 钢, 主要加工 与弹簧纵向垂直, 呈典型的疲劳断裂特征, 断口上可

工序为: 下料 → 校直 → 钻孔 → 淬火 + 中温回火 → 喷 见 3 处直径为 10~15mm 的半圆形贝纹线, 为疲劳
丸→ 装配 → 喷漆 → 预压缩 [ 1 ] 。断裂弹簧钢片的宏观 源及疲劳扩展区, 疲劳源位于弹簧拉应力一侧的表
形貌如图 1 所示, 可见断裂发生在弹簧钢片长度方 面、 宽度方向的中部位置, 疲劳源及疲劳扩展区所占
断口面积较小, 约占整个断口的 20% ; 其余呈放射
状的区域为瞬断区, 所占断口面积较大, 疲劳源对侧
收稿日期: 2022-03-26
作者简介: 李琳琳( 1986- ), 女, 工程师, 主要从事理化检验和失 表面可见明显的剪切唇, 为最后断裂区; 断口呈典型
效分析工作, 76028048@ qq .com 的多源低周高应力疲劳断裂特征 [ 2 ] 。
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