一、基本情況

收到從客戶處帶回1套已斷裂二段彈簧，斷裂彈簧材料為VDCrSi油回火合金彈簧鋼絲，該彈簧在客戶處疲勞試驗(yàn)16萬(wàn)次左右發(fā)生斷裂，要求30萬(wàn)次不發(fā)生斷裂。

二、試驗(yàn)分析

1.斷裂彈簧實(shí)物照片

斷裂位置在直臂至彈簧約1.25圈處。

2.斷口宏觀分析

在離斷裂處一定位置截取一段，對(duì)斷口進(jìn)行清洗，在體視顯微鏡下觀察，斷口的形貌如下：

根據(jù)斷口特征找出斷裂源區(qū)，再對(duì)裂紋源區(qū)仔細(xì)觀察，斷裂源由原表面拉絲所造成。

3.顯微硬度測(cè)試分析

在斷裂簧附近取硬度塊進(jìn)行顯微維氏硬度測(cè)試，測(cè)試取點(diǎn)示意圖如下右圖，試驗(yàn)載荷1000gf力，實(shí)測(cè)HV1.0/HRC，測(cè)試結(jié)果如下左表。

從測(cè)試結(jié)果看，硬度比較均勻，平均硬度為HV485，對(duì)應(yīng)的HRC48.5，查得對(duì)應(yīng)的彈簧材料的抗拉強(qiáng)度相當(dāng)于1663Mpa，符合GB/T18983-2003《油淬火-回火彈簧鋼絲》中VDCrSi的抗拉強(qiáng)度1620-1770Mpa要求。

4.化學(xué)成分分析

5.脫碳層分析

為進(jìn)一步明確彈簧斷裂原因，在斷口附近取樣，在金相顯微鏡下觀察表面無(wú)脫碳層，見圖a

6.金相組織分析

7.金相分析

對(duì)斷裂口B側(cè)進(jìn)行金相分析（×500倍）：

外側(cè)有明顯褶皺層，內(nèi)側(cè)無(wú)明顯褶皺層。且斷簧外側(cè)表面有損傷形態(tài)。

斷裂源位于彈簧鋼絲外側(cè)，有明顯褶皺層，內(nèi)側(cè)無(wú)明顯褶皺層。由于高強(qiáng)度材料對(duì)表面缺陷較為敏感，在高應(yīng)力狀態(tài)下易造成早期疲勞斷裂。

褶皺層的產(chǎn)生，一般來(lái)說(shuō)原因有兩種：材料拉絲過程中產(chǎn)生、過度噴丸產(chǎn)生。經(jīng)應(yīng)力測(cè)試，從殘余應(yīng)力分布來(lái)看，噴丸基本正?？梢耘懦３醪酵茢嗖牧媳砻婢植渴芰p傷產(chǎn)生了褶皺層。

8.非金屬夾雜物分析

非金屬夾雜物100×

按GB/T10561-2005標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)結(jié)果見如上圖所示，硫化物類級(jí)別評(píng)為A0.5，球狀氧化物類別評(píng)為D0.5。整體評(píng)價(jià)：夾雜物不明顯，GB/T18983-2003《油淬火-回火彈簧鋼絲》對(duì)非金屬夾雜物要求。

三、彈簧斷裂原因分析

1、從彈簧金相組織，表面脫碳，化學(xué)成分，顯微硬度等分析結(jié)果均為正常。

2、綜合分析可以推斷：該彈簧發(fā)生疲勞斷裂的原因要由原材料或彈簧制造過程中產(chǎn)生表面拉絲缺陷所至，雖經(jīng)拋丸但能看出原拉絲缺陷的痕跡。而高強(qiáng)度彈簧對(duì)表面缺陷較敏感，應(yīng)力集中效應(yīng)使得彈簧的疲勞壽命降低，造成疲勞斷裂。

3、建議加強(qiáng)制造過程工裝模具的修理和加強(qiáng)噴丸過程的監(jiān)控，以提高彈簧疲勞壽命。

分析：陳榮敏 身份證號(hào)：33012319680319451X