一弹簧断裂，求断口初步分析。

两湖两广两河山

    从钢丝断口看，这是螺旋弹簧典型的疲劳断裂，裂源为钢丝表面未经抛丸整理的“小坑”。小坑可能是钢丝材料缺陷的外露、或是钢丝表面的机械伤害形成、或是点蚀坑。螺旋弹簧在拉压－弯扭交变应力的作用下，钢丝局部的细小点状缺陷，都有可能成为疲劳断裂源。
    对于弹黄制造工艺，表面抛丸显得特别重要，对表面覆盖率有严格要求，目的就是在弹簧钢丝表面形成较均匀的残留压应力，同时消除各种钢丝的表面缺陷。一般弹黄併圈抛丸效果较差，断裂也易产生在此。
    高档弹黄甚至需要选用磨光钢丝绕制，目的就是避免各种表面缺陷对弹黄疲劳性能的影响。

qlf_126

清霜 发表于 2012-9-10 20:14
已经做了金相了，并无脱碳，而其边缘组织与心部一样。是完全没脱碳，这材料要求高。

有没有疲劳源周围表面情况及疲劳源周围表面喷丸情况的照片！！！

qibao9891

凌晨四点，灵光突现。楼主你给我一个好梦，欠我一个好觉。

愚见这个断裂案例，可以叫做“一块石头引发的惨案”。在55楼解释不了的，现在也可以有所假设。

在55楼发帖的时候，我看错了裂纹的位置。我认为“疲劳”的位置是在弹簧的外侧。因此判断是“擦伤”，误入歧途。而实际上“疲劳”的位置是在压缩后圈与圈接触的位置。

阿豹眼里，事情的经过是这样的。
弹簧在伸张的时候，一块石子飞来恰巧夹在弹簧的圈与圈之间。

然后弹簧被压缩，石子的棱角咯入弹簧表面，重复数次。形成表面伤痕。

一次强力压缩中，石子的棱角深深压入弹簧表面，弹簧局部发生弹性凹陷。最终局部的剪应力超过了弹簧的抗剪强度，弹簧表面瞬间裂开一个小缝。裂开的一瞬，由于局部弹性凹陷所积累的弹性能释放，裂缝的两个侧面发生高速的相对微滑动，产生摩擦。摩擦造成的瞬时高温，形成了照片中的“回火色”。

经历过三次这样相同的裂纹扩展后，弹簧发生脆断。石子飞走，留下疑案。

55楼那个解释不了的问题，现在可以得到解释，虽然只是一种假设。
豹裂和豹裂的主要特征：
--正压（拉）力下的剪切破坏，局部弹性能释放，造成裂缝两侧面高速摩擦发热，裂纹内表面产生回火色。

ccfx99

是疲劳断裂应该没有疑问。
产生疲劳的最可能的原因就是表面擦伤，其次可能是过喷，当然也不能排除其它缺陷，检验一下组织看看。
现在最大的问题是为什么有颜色，且分成3部分，55楼提出一种可能性，但需要确认，源处照片不清楚，为什么一直不肯再拍清楚的传上来，做个电镜吧！看看源处断口，打个能谱这是很必要的。另外还缺一个整体照片。

zhch_0221

qlf_126 发表于 2012-9-8 08:04
一般这类弹簧的断裂大多因为表面的硬伤！
直接在这个断口附近取金相试样即可！你重新热处理的话不可能 ...

严重赞成高工的建议。55Cr3的Cr含量高，Cr含量高易脱碳，弹簧钢最怕这个脱碳了，弹簧钢产品对脱碳都有严格要求。我们公司接触有60Si2CrA的产品，需要经过压型，成型后热处理，在检验时特别检验硬度和脱碳层、金相组织。大变形处要磁粉或着色探伤，因此处最容易产生微裂纹导致产品失效。

热处理老兵

  现在您补充了硬度是50HRC.我认为硬度偏高，所以其失效可能是从外部的脆性断裂始到心部韧性断裂终。弹性材料弹性极限最高的硬度是在43至48HRC内。所以建议您把回火温度提高30至50度，会有决定性作用的。这只是部分建议，还应有金相分析其心部及表面的组织才能全面考虑问题。但是，必须把硬度降下来。

清霜

热处理老兵 发表于 2012-9-9 19:45
现在您补充了硬度是50HRC.我认为硬度偏高，所以其失效可能是从外部的脆性断裂始到心部韧性断裂终。弹性材 ...

不知道你说的43到48是那里看到的，我也不知道应该要多少才好。但是打电话问了，好像这个硬度还偏要求值的下限，没有说太硬。我做了金相了，不敢公布啊！这显微镜我是无语了，听说是一万多买的。难怪叫我写申请，并写要求，申购一台好点的。金相我就不公布了，我看了下。边缘和心部组织几乎一样，说明并无脱碳，只是组织模糊不清。

wujunfeng610

还是要看微观该端口而定！

清霜

wujunfeng610 发表于 2012-9-9 19:59
还是要看微观该端口而定！

氢脆怎么判定？之前本公司也有人提到这个问题。这种断口形貌与氢脆是什么关系，可不可以详细说说？

热处理老兵

  我说的这个硬度范围是个常识,您可以去'热处理手册'上去查天津大学苏德达先生编的'弹簧热处理'一章.除非有特殊要求,那就另说了.至于氢脆的问题,加热时没用氢气保护吧,钢中也没有氢那里出来的氢脆

qlf_126

zhch_0221 发表于 2012-9-9 21:56
严重赞成高工的建议。55Cr3的Cr含量高，Cr含量高易脱碳，弹簧钢最怕这个脱碳了，弹簧钢产品对脱碳都有严格 ...

60Si2CrA的材料的产品就是很容易脱碳！所以此类产品在进行热处理工艺制定的时候对加热温度及保温时间，均应严格控制！在保证淬后硬度的前提下，使用尽量低的加热温度和尽量短的保温时间！

zHANG_999567

55楼分析得非常透彻，但是也不应该教他们如何的毁尸灭迹啊。

183222009

这是脆断的断口，:)

qibao9891

愚见这是一起使用中擦伤而引起的断裂。

见下图。
其中上图中可以明显的看到两处，其中一处多次擦伤的痕迹。

其中下图中可以看到明显的氧化色。
这种现象目前我还解释不了，只能肯定这并非裂开后污染而产生的氧化色。这是擦伤的同时裂开，瞬间高温而产生的回火色陈化后的效果。注意，是“擦伤的瞬间裂开，瞬间高温，回火色陈化”。
解释不了的原因是，这种瞬间高温有时不在擦伤的表面或附近留下回火色，而在内部新裂开的部位留下回火色。
图中可以明显的看出此颜色分为三层，这是至少三次擦伤后留下的。弹簧在第一次开裂后没有立即断裂，说明弹簧质量还是可以的，只少不会有明显的问题。
如果是其它原因形成的氧化色，不是这个样子。仔细看从外往里数的第三道的氧化色，它圆弧的两端都没有达到表面。裂开后污染形成的氧化色、淬火裂纹、回火裂纹都不是这样的。只有擦伤开裂的才能看到。



如果是热处理方，当下之急是找到并保护好擦伤源。在擦伤处做成分分析，看有否擦伤源的残留痕迹。
如果是用户方，当下之急是迅速找到并破坏掉设备上的擦伤源。

个人愚见，不供参考，勿以为凭。

由于图片格式转换，色彩失真。下图仅提供观察位置的示意，应当下载一楼的相关图片放大后观察。

沧浪岁月

qibao9891 发表于 2012-9-14 05:04
凌晨四点，灵光突现。楼主你给我一个好梦，欠我一个好觉。

愚见这个断裂案例，可以叫做“一块石头引发的 ...

       高手呀

清霜

最近一弹簧在使用过程中断裂。材料是55Cr3的，现在有断口照片，求各位分析一下断口和猜测一下断裂可能原因。还有断口最末端有个黑色的点，可能是什么原因造成的？看看折断口属于什么断裂？谢谢         现在补充硬度，HRC49-50

清霜

断裂开始是在那端开始的？

清霜

有失效经验的说一下，我们如果要分析，具体步骤。55Cr3的材料，油淬加中温回火。如果我门要分析，硬度，成份，断口扫描，物理性能，杂质，金相。我想问一下这个金相是现在组织的金相，还要不要还原组织再观察？原因太多了，如果这些没问题，怎么定义他的断裂原因？

xuyftgm

把图中红色圈出位置的表面和断裂面的照片拍清楚些，放大了再看看。就目前这些照片还是看不清。

xuyftgm

倒数第二张照片上表面有些白亮的地方多观察，是否存在擦伤现象，断裂起点可能就是它。