弹簧断裂失效分析(共7页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 测 试 报 告报告编号：绍质测2015-013测试对象 弹簧 委托单位 诸暨市裕荣弹簧有限公司 绍兴市质量技术监督检测院声 明1、 本报告无本单位“测试专用章”无效。2、 复制本报告未重新加盖本单位“测试专用章”无效。3、 本报告无测试人员、签发人员签字无效。4、 本报告涂改无效。5、 对测试报告有异议，应于收到本报告起十五日内向我院申请复验。通 讯 资 料地 址：绍兴市袍江新区世纪东街17号邮政编码：电 话：0575-传 真：0575-投诉电话：0575-网 址：报告编号：绍质测2015-013 共 6 页 第 1 页 绍兴市质量技术监督检

2、测院测 试 报 告一 情 况 说 明诸暨市裕荣弹簧有限公司（以下简称裕荣）生产的弹簧，在使用8年后的一次检修过程中发现断裂。为分析该弹簧断裂的原因，裕荣委托我院对该弹簧进行失效分析，分析其断裂原因。二测 试 过 程（一）、失效分析对象描述及作业时间：1、失效分析对象：此次失效分析样品如图1、2所示，图1为裕荣提供的失效弹簧件，图2为裕荣提供的失效弹簧件的断裂失效断面。 图1. 失效弹簧件 图2. 断裂失效断面2、作业时间：2015年2月25日2016年3月15日。（二）、测试依据：报告编号：绍质测2015-013 共 6 页 第 1 页GB/T 1222-2007弹簧钢，GB/T 224-20

3、09钢的脱碳层深度测定法，GB/T 1239.2-2009卷圆柱螺旋弹簧技术条件 第2部分：压缩弹簧等。（三）、测试方法：1、化学成分分析：按照标准GB/T 1222-2007弹簧钢的进行检验、判定；2、断口扫描电镜分析：使用扫描电镜观察断口形貌，判断断裂种类；3、金相分析：通过对金相试样显微分析判断断口处与母材处金相组织；4、弹簧尺寸测量：使用游标卡尺对弹簧丝直径，弹簧内径，外径和节径测量。三、测 试 结 果（一）、化学成分分析裕荣公司提供弹簧失效工件的化学成分分析结果列于表。从表可知，断口附近材料的化学成分符合GB/T 1222-2007弹簧钢对牌号60Si2MnA弹簧钢材料的要求，说明材

4、料性能未发生弱化。表1材料的化学成分元素硅Si锰Mn碳C镉Cr磷P硫S标准要求1.602.000.701.000.560.640.350.0250.025失效弹簧1.770.710.560.160.0060.0041判定符合报告编号：绍质测2015-013 共 6 页 第 1 页（二）、断口扫描电镜分析使用扫描电子显微镜对裕荣提供的失效弹簧工件断口进行测试分析，得到断口的扫描电镜照片如图3所示。扫描电镜测试结果表明，断口存在明显周期疲劳条纹。结合断口宏观照片图2，可判断该断口为弹簧的周期性疲劳断口。 图3. 断口扫描电镜照片（二）、金相分析使用相同抛光和腐蚀参数，在断口边缘和非断口处取样，制成

5、金相试样后拍摄金相照片如图5-6所示（图5为断口边缘，图 6为非断口）。金相显微分析结果显示，断口处的金相组织与非断口处的金相组织一致且未发现夹杂物。故该断裂与弹簧组织无关，与非金属夹杂无关。另外，在断口边缘发现氧化物，这是因为断口处存在锈蚀而造成的。 图5. 失效件焊缝截面 图6. 未失效件焊缝截面 报告编号：绍质测2015-013 共 6 页 第 1 页用金相法和显微维氏硬度法测试断口附近脱碳层深度。用金相法测得脱碳层深度为0.12mm。用显微维氏硬度法测得脱碳层深度也为0.12mm，弹簧硬度47.5HRC，均满足弹簧设计要求。图7：失效件脱碳情况（四）、弹簧尺寸测量使用游标卡尺对弹簧丝直

6、径，弹簧内径，外径和节径测量。通过测量发现弹簧丝直径为9.51mm，内径为26.34mm,外径为45.24mm，符合弹簧设计要求。因未该失效工件为弹簧残缺件，无法对该弹簧的垂直度进行测量，但是该弹簧左右（以断口处线径间距为左，对立侧为右）的线径间距出现明显偏差（左：2.38mm，右：2.56mm），说明该失效弹簧件的垂直度存在偏差。四 结 论 弹簧的材质化学成分符合GB/T 1222-2007弹簧钢对牌号60Si2MnA弹簧钢材料的要求。弹簧断口和非断口金相组织未发现异常，未发现非金属夹杂且弹簧表面脱碳满足设计的要求。通过断口宏观观察和扫描电镜断口观测确认该弹簧失效为偏心旋转弯曲载荷下的疲劳断裂。通过尺寸测量报告编号：绍质测2015-013 共 6 页 第 6 页发现同一失效弹簧线径间距不一致，综上所述：该弹簧断裂原因可能是由于弹簧在使用过程中