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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21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 23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11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最佳组织—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
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