���年第!期物理测试螺旋弹簧失效分析张丽萍姚衡邓枝生∀钢铁研究总院北京�###∃�%摘要本文采用金相、显微硬度和扫描电镜等试验分析技术,对螺旋弹簧进行了金相组织、显微硬度及断日形貌分折研究。结果表明,弹簧今钩内侧友面缺陷为皮劳源区,异致疲劳失效。关键词&螺旋弹簧,疲劳失效∋()∗+,−./(∗01)12345),(∗46,)/7.819,(−9&:∗∗−3(∗∗−;15),(∗15,1/7<(18−−/)/=−、9>7(9−;80+、)一�∗?∗−9(∗∗27,(5∗?,∗,)∗−,2<(,;/−‘1,4≅Α,−9−Β:<−,−1+∗∗1、<2Χ−;9<(99<−<225;−3−−912/9<−)/1);。1+,3(−−23比−15,旬/7∗)22ΔΧ2,−9<−2,’)/7)/1233(9∗7+−−,(−Δ1(/;3)/(∗∗0,−1+∗9−;)/3(咬Ε+,−。Φ−0Χ2,;1&&5∗,(∗16,)/7,3(9∗7+−3()∗+,−Γ2,,−152/;−/9&艺∗)(/7Η五6)/7,Γ−/9,(∗Ε,2/(/;49−2∗Ι−1−(,−∗)Ε/19∗9+9−,ϑ−∗Κ)/7,�###∃��前言自动连续摄影相机控制快门开关的螺旋弹簧,系用直径#Β了ΛΛ的弹簧钢丝于工绕制�∀∗Κ成。材料为Μ#号冷拉碳素钢丝,抗拉强度为ΝΝ!ΟΑ凡。弹簧绕制后经Ν!#℃Ν#分钟回火处理,然后进行低温表面发黑处理。相机快门每隔Π秒钟启闭一次,作用在弹簧上的载简波动范围为4ΘΡ�!Θ。该失效弹黄,在札Σ机快门连续开启�万次左右时,在其弯钩处发生旱期断裂,实际疲劳寿命仪占要求寿命∀Ο万次%的∗ΤΟ。为守找该螺旋弹簧的失效原囚,本工作对弹簧钢丝进行了金札Σ组织、脱碳层检脸,显敞硬度测定,并工点对断卜∗及其附近弹簧钢丝的农面质量迸仃了低沾观奈及扫描电镜观察。Ν试验方法ΝΒ�金相组织及脱仁刻公的检验为在弹簧钢丝的横截面上进行金相组织及脱碳层检脸,弹簧钢丝经嵌镶制成金相试件,然后抛光,用Υ俏酸酒精溶液进行腐蚀,之后利用Θ。即<29一Ν�金相显微镜汪放大!##倍一下观察其金相组织。根扶娜ϑΝΝΟ一∃Μ《钢的舰碳层侧定法》衍令准,利用此金相试样,在金相显微镜放大�#Σς少下测定脱碳层<勺深度。ΝΒΝ弹簧钢丝显微硬度的测定利川经抛光的弹簧钢丝金札∗试样,在∗Α‘,一坚及ΑΩ长一≅型维氏硬度计上测定!。‘扣收到稿件日期Β���Ν年�Ν月Ν日ΝΝ物理测试���!年第!期�##�载荷下的显微硬度,并据此准算弹簧钢丝的伉拉强度。ΝΒ断日的低倍观察为了解断一Σ上的疲劳源区、疲劳裂纹扩展区和瞬断区,在ΘΕΦΞΘ一.∋Ψ立体显微镜下对此螺旋弹簧断∗&∗Κ任貌进行观察。ΝΒΟ断日的扫描电镜观察刊川Ζ4ΑΠΟ#2扫描∗一匕镜刘此螺旋弹簧断口进行了细致观察,以进一步查明引起失效的原∗五Σ。试验结果及其分析Β�弹簧钢丝的金相组织及脱碳层的测定此螺旋弹簧钢丝的金相组织为粒状珠光体,共组织止常。金相组织说明,此螺旋弹簧是在冷状态一Σ&缠绕成形而末经淬火的弹簧。弹簧钢丝抛光后经Υ俏酸酒精溶液腐蚀后观察结呆农明,浪钢丝术出现脱碳层。ΒΝ弹簧御习丝的显微硬度弹簧钢丝的显微便度侧定结果列少二表∗。山表�中!#�和�##�载荷厂测定的维氏硬度值可知,’已们的硬度谧是比较一致的,[Ω值在!�!Β!ΡΠΟΝ之间。根据黑色金属硬度与强度换算农查得[ΙΓ为!!Ρ城Μ,杭拉强度为Ν#ΜΡΝΝΟΜΑ6(。表�不同载荷下的显微硬度测定结果!#�硬度—�Ν∃�##��ΝΟ!!�!。!ΠΝΠ。!!�!。!,,∴一ΒΒΒΒΒΒΒ一一一一∴∴一一[ΙΓ!!!Μ!Μ!Π。!!Μ!Π仪器型号/Α:·型ΑΩΦ一≅型根据此抗拉强度值,查]ϑΟ!Μ一∃Ο《碳索弹簧钢丝》标准,该#ΒΜ。。血径的弹簧钢丝的杭拉强度属于Γ组碳素弹簧钢丝∀适用于较高应力弹簧%其坑拉强度在��Π�ΡΝ!ΟΑ6(范困之内。∗⊥∗_此标准中#ΒΜΡ⎯白径的ϑ组碳素弹簧钢丝∀用于3以应力弹簧%要求的抗拉强度为�了�ΠΡΝ#!�Α6(。匀交Γ组弹簧钢丝低Ν##Ρ##Α6‘,从α∗ΖΣ曾%β)⎯∗了付料的延一团性,使缺卜∗敏感性降低,对提高疲劳断裂寿命是有利的。Β断∗一Σ的宏观形貌在立体显微镜下观察整个断「�具有金属光泽,断Ε一_分四个区域&Β人平台区、抖面区、内侧拉边区和小平台区,加图∗所示。大平台区紧靠弹簧弯钩的内侧农面,基本与弹簧钢丝的轴Σ、Β+巫直,比较平坦。一东拍苗区位于弹簧钢鱼的...
