Page 60 - 理化检验-物理分册2022年第十一期
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李琳琳, 等: 某重型汽车钢板弹簧断裂原因
分析, 结果如表 1 所示, 可见断裂弹簧的化学成分符
合 GB / T4336 — 2016 《 碳素钢和中低合金钢 多元
素含量的测定 火花放电原子发射光谱法( 常规法)》
的要求。
表 1 断裂弹簧的化学成分分析结果 %
质量分数
项目
C S Si Mn P Cr V
实测值 0.50 <0.010 0.18 0.62 0.016 0.92 0.11
0.47~ 0.17~ 0.50~ 0.80~ 0.10~
标准值 ≤0.020 ≤0.020
0.54 0.37 0.80 1.10 0.20
1.3 扫描电镜( SEM ) 及能谱分析
图 2 断口的宏观形貌 将断口经酒精超声清洗后, 用 SEM 观察, 可见
1.2 化学成分分析 腐蚀产物堆叠, 腐蚀凹坑大致呈半圆形, 在腐蚀坑底
采用直读光谱分析仪对断裂弹簧进行化学成分 部可见许多伴生的小腐蚀坑及多条裂纹( 见图 3 )。
图 3 断口的 SEM 形貌
对断口表面的腐蚀凹坑及弹簧基体进行能谱分 现象, 未磨损处原始表面可观察到轻微的贫碳现象;
析, 发现腐蚀凹坑处主要含有 O , Al , Si , S , Ca , Fe等 表面可观察到较多大致呈半圆形的腐蚀凹坑, 凹坑
元素, 且腐蚀凹坑中的 O , Si等元素含量明显高于 底部较光滑, 深度为 0.05~0.15mm , 凹坑附近组织
基体。 无明显的塑形变形痕迹, 与基体组织无异; 凹坑底部
1.4 金相检验 有裂纹, 裂纹开口处较宽, 尾部较尖锐, 内部有异物,
断裂弹簧钢片纵向截面疲劳源侧的微观形貌如 扩展方向基本垂直于表面 [ 3 ] 。断裂弹簧基体的组织
图4 所示。由图 4 可知: 疲劳源侧表面部分有磨损 为稍粗大回火屈氏体( 见图 5 )。
图 4 断裂弹簧钢片纵向截面疲劳源侧的微观形貌
从断口的微观形貌可知: 在弹簧拉应力表面有
2 综合分析
多处大小不一致且呈半圆形的凹坑, 凹坑底部较光
由上述理化检验结果可知, 断裂弹簧的化学成分 滑, 凹坑附近组织无明显的塑形变形痕迹, 表明凹坑
符合标准要求, 经过淬火 + 中温回火后, 弹簧组织为 为表面腐蚀凹坑, 在凹坑的底部可见多条垂直于表
正常的稍粗大回火屈氏体, 表明热处理工艺正常。 面的裂纹。
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