鋼板彈簧在汽車行駛時受交變應力作用

鋼板彈簧是載重車和大客車懸架彈簧，鋼板彈簧在汽車行駛時受交變應力作用。彈簧材料為60Si2Mn，經(jīng)850~870℃加熱淬火，440~460℃回火，噴水冷卻，表面噴丸處理，成品在臺架試驗時未達技術(shù)指標而發(fā)生斷裂。鋼板彈簧生產(chǎn)廠家分析鋼板彈簧斷口宏觀形貌有疲勞貝紋線，疲勞源處有臺階條紋，說明裂源處有應力集中。通過掃描電鏡觀察到斷口上有多處疲勞源，這些疲勞源均起源于噴丸造成的彈坑底部。金相檢驗顯微組織為回火托氏體，表面有脫碳。鋼板彈簧生產(chǎn)廠家分析引起彈簧斷裂的原因為噴丸工藝控制不當，表面彈坑過大和過深，以及彈簧表面有脫碳現(xiàn)象，造成疲勞極限下降。

一、斷裂鋼板彈簧斷口宏觀形貌。箭頭所示處為疲勞源，源區(qū)有臺階條紋，說明疲勞源區(qū)有應力集中存在。斷口上可見疲勞貝紋線。疲勞區(qū)面積較大，而瞬斷區(qū)面積較小，屬高周疲勞斷裂。

二、斷裂彈簧疲勞源處的電鏡低倍形貌。臺階狀條紋由板簧表面的凹坑處發(fā)散，表明疲勞裂紋由該凹坑處起始。凹坑形態(tài)屬噴丸引起的彈坑，經(jīng)測量彈坑長2mm，深0.5mm。

三、鋼板彈簧另一處疲勞源的低倍形貌。放射狀的臺階條紋起源于凹坑底部，表明了疲勞源處應力集中現(xiàn)象較嚴重。

四、鋼板彈簧斷口疲勞擴展區(qū)微觀形貌。由于材料硬度相對較高，所以疲勞輝紋較細且不連續(xù)。這是高強度鋼疲勞輝紋的特點。

五、斷口裂源處圖像，經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕。一條裂紋起源表面彈坑處，彈坑呈尖角。該裂紋為穿晶裂紋，較平直，是疲勞裂紋。彈坑底部尖角附近的顯微組織有變形現(xiàn)象，并有輕微的脫碳。

六、斷口裂源附近取樣，經(jīng)4%硝酸酒精溶液浸蝕?；w組織為回火托氏體，表面有鐵素體，由于噴丸作用，表層鐵素體發(fā)生變形。這種脫碳層不僅使彈簧表面疲勞強度下降，而且在噴丸時易形成微裂紋。