彈簧失效的原因
彈簧在加熱或冷卻期間表面和中心溫度分布不均勻會引起熱應(yīng)力,相變的過程會造成組織應(yīng)力,其總值超過材料的強度極限時會導(dǎo)致開裂。這種缺陷多見于尺寸較大的在水中淬火的彈簧,其裂紋產(chǎn)生后無法修復(fù)只能報廢。另外原材料的缺陷,如鋼中的殘余縮孔、白點、冷加工刀痕、冷拉和熱軋過程中的劃痕、折疊等缺陷,都會造成淬火時的應(yīng)力集中而開裂。如圖4所示即為某公司彈簧由于最初的表面上的短淺折疊裂紋,在淬火熱處理時,該裂紋沿徑向擴展至3.9mm,在做疲勞試驗時,它首先擴展,直至達(dá)到臨界尺寸而引起彈簧的瞬時破斷。熱處理不當(dāng)產(chǎn)生的非正常組織如粗大的淬火馬氏體;先共析鐵素體或游離鐵素體;碳化物偏析;彈簧的熱處理變形;表面氧化與脫碳都會造成彈簧失效。
實例:某廠60Si2MnA熱成型彈簧,d=25,D=120,n=5,在溫度900~950℃卷制成型,卷后一次淬火,470~490℃回火。裝車使用后彈簧連續(xù)幾次發(fā)生早期失效。對已失效的彈簧進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)個別彈簧出現(xiàn)淬火裂紋,經(jīng)爐氣成分分析發(fā)現(xiàn),大約有一個月煤氣成分不當(dāng),發(fā)熱量偏高,使?fàn)t溫過高,個別彈簧過熱,奧氏體晶粒粗大,水中淬火后出現(xiàn)淬火裂紋,由于水的冷卻能力很強,在奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變溫度區(qū),彈簧表面與心部溫差增大,因馬氏體相變的先后不同,引起很大的組織應(yīng)力,因而出現(xiàn)裂紋。下一篇: 扭力彈簧的生產(chǎn)加工工藝
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