60Si2GrA弹条断裂失效分析

         QR06-06采用化学分析?硬度测定和金相检验方法?对60Si2GrA弹条在生产过程中出现突然断裂进行了分析。确认?弹条脆断的原因是由于热处理不当?淬火金相组织过烧?造成弹条综合性能差而引起的。关键?6弹条材质为0Si2GrA?直径约13mm?弹条断裂。1?情况简介        弹条是铁路建设中的重要部件。主要利用弹性变形时所储存的能量起到缓和机械上的震动和冲击作用?是在动载荷下承受长期的、周期性的弯曲、扭转等交变应力?   2.检验与结果2?1化学成分分析      弹条化学成分分析结果列于表1              执行标准GB/TI222-1984元素C Si Mn S P Cu Ni Cr标准值   0.56-0.64   1.4-1.8 0.4-0.7≤0.025≤0.025≤0. 25≤0.035 0.7-1.0实测值      0.59      1.48   0.53   0.010   0.005   0.20   0.025   0.85  

2，2硬度测定弹条洛氏硬度测定结果列于表2  项目HRC  标准值HRC42-47  实测值   45 46.3 45.2   2?3断口宏观观察    弹条外侧圆钢表面颜色较深的区域为开裂源区?大量放射纹由该区域发散?断口粗糙不平?具有疲劳断裂的宏观特征。  

2.4低倍检验      从断裂弹条上切取低倍试样?加工后采用1?1盐酸水溶液实验按照表

2      执行标准GB/T1979-2001标准值  一般疏松≤2.5级中心疏松≤2.5级锭型偏析≤2.5级测试值一般疏松?1级中心疏松?1级锭型偏析?1级   2.5金相检验    在断裂件上截取金相试样?在光学显微镜下观察?其组织为回火针状马氏体?针叶粗大。试样边缘有脱碳现象。?近表面有部分晶界氧化

3分析上述检验结果表明?该弹条的化学成分符合GB/T1222-1984标准中的60Si2CrA成分要求。硬度测定、低倍检验、均符合要求。从断口观察中?弹条断裂无塑性变形?断口属于典型的脆性断裂。一般弹簧钢经淬回火后可获得组织—回火屈氏体?硬度为45-50HRC?无脱碳现象?综合力学性能和工艺性能优良。弹条断裂部位有压伤痕迹?回火马氏体针叶粗大?说明心部已产生过热。弹条边缘脱碳?近表面有部分晶界氧化?表明弹条热处理时附近表面已产生过烧现象。过烧原因是热处理操作中未严格控制加热工艺?淬火温度过高?或保温时间过长?导致弹条晶粒长大。氧化气体渗入近表面晶粒边界处与铁生成铁的氧化物?造成部分晶界发生熔化?导致脱碳。过烧后的弹条塑性特别是韧性大大降低?使弹条综合性能变差?不能满足其试用要求。2?绪论弹条断裂是典型的脆性断裂。其断裂的主要原因是热处理操作不当?造成近表面显微组织过烧?心部组织过热?而造成材料综合性能大幅度降低。3?建议?1?选择合适的淬火温度及保温时间。?2?为消除及减轻弹条表面缺陷的有害影响?在最终热处理后进行喷丸处理?使表层产生残余压应力?以强化表面?提高疲劳强度?延长使用寿命