Page 89 - 理化检验-物理分册2024年第九期

彭 霜，等：导向臂疲劳寿命试验断裂原因

改善表面状态，打断加工刀痕，另一方面生成压应 原因。导向臂表面未形成有效的喷丸强化层，影响
力，实现表面强化，从而使疲劳裂纹萌生位置迁移 了导向臂的疲劳强度，促进了导向臂发生断裂。
到亚表面，延长零件的疲劳寿命 。但该断裂导向 建议加强导向臂热处理过程中的气氛控制，控
[9]
臂的断口起源于表面，而非亚表面，近表面组织存 制零件表面的氧化与脱碳，可通过吹砂将少量脱碳
在脱碳，且表面硬度整体较低，未见到表面喷丸硬 层在尺寸公差范围内去除，实际使用状态表面最好
化层，说明本次试验的导向臂表面并未形成有效 无脱碳层。控制导向臂表面喷丸强化工艺，确保表
强化层，零件侧面可见完整的氧化脱碳，说明喷丸 面喷丸全覆盖，实现表面强化。
未能完全覆盖导向臂。一般情况下，喷丸层的有
参考文献：
效深度约为0.1~0.4 mm，而零件表面存在深度为
0.14~0.37 mm 的脱碳层，导致零件不能有效生成 [1] 李曜，姚铁华，许海龙，等．空气悬架导向臂疲劳断裂
喷丸强化层。说明需要控制脱碳层深度，才可能实 失效分析[J]．特钢技术，2021，27(3)：46-48．
现有效喷丸强化。 [2] 焦力隆，侯现军，李绍杰，等．铁路机车用52CrMoV4
弹簧失效分析[J]．河北冶金，2013(5)：64-66．
从整个断口起源来看，源区分布不对称，断口
[3] 杨奇军，杨庚朝，刘建，等．52CrMoV4弹簧扁钢连铸坯
左侧端面处存在 1 处独立起始的疲劳区，右侧端
内部裂纹产生机理及预防[J]．连铸，2023，48(1)：41-46．
面处均为瞬断区，未见独立起源于右侧下表面的 [4] 夏彪，王磊．某汽车前桥横置板簧断裂原因分析[J]．
疲劳区，形成该断口的原因有：导向臂成形后因局 理化检验(物理分册)，2019，55(7)：512-514．
部存在车削加工，一侧加工量较大，另一侧加工量 [5] 丁礼权，丁文胜，董水要，等．SUP10 汽车钢板弹簧
较小，两侧在结构上对称性略差，导致在试验过程 早期断裂失效分析[J]．理化检验(物理分册)，2018，
中出现偏载或扭转载荷；导向臂下表面因喷丸处 54(12)：924-927．
理，脱碳层厚度不均，尤其是转角位置脱碳层较深 [6] 崔延，张青绒，霍登平，等．高碳铬不锈钢 440C淬火
过程晶间氧化与增脱碳研究[J]．热加工工艺，2018，
（370 μm） ，导致局部硬度偏低，抗疲劳能力较弱，
47(12)：195-197．
易于在深度大的脱碳区率先开裂，引起受力不均
[7] 安丽乔， 刘玉宝，刘德义，等．脱碳深度对60Si2CrVAT
衡，导致实际加载时出现扭转偏载。 弹簧钢疲劳性能的影响[J]．大连交通大学学报，2009，
3 结论及建议 30(3)：52-55．
[8] 周盛波， 王春祥，郑春云，等．非金属夹杂物、脱碳对弹
导向臂发生了疲劳断裂，源区位于导向臂下表 簧疲劳失效的影响[J]．一重技术，2003(3)：37-38．
面，呈多源、线源起始特征，源区未见冶金缺陷与加 [9] 盖鹏涛，陈福龙，尚建勤，等．喷丸强化对表面完整
工损伤；导向臂表面存在脱碳层，脱碳层硬度偏低、 性影响的研究现状与发展[J]．航空制造技术，2016，
抗疲劳能力下降是导向臂发生早期疲劳断裂的主要 59(20)：16-21．

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