60Si2GrA彈條斷裂失效分析

         QR06-06采用化學分析硬度測定和金相檢驗方法對60Si2GrA彈條在生產過程中出現突然斷裂進行了分析。確認彈條脆斷的原因是由于熱處理不當淬火金相組織過燒造成彈條綜合性能差而引起的。關鍵6彈條材質為0Si2GrA直徑約13mm彈條斷裂。1情況簡介        彈條是鐵路建設中的重要部件。主要利用彈性變形時所儲存的能量起到緩和機械上的震動和沖擊作用是在動載荷下承受長期的、周期性的彎曲、扭轉等交變應力   2.檢驗與結果21化學成分分析      彈條化學成分分析結果列于表1              執行標準GB/TI222-1984元素C Si Mn S P Cu Ni Cr標準值   0.56-0.64   1.4-1.8 0.4-0.7≤0.025≤0.025≤0. 25≤0.035 0.7-1.0實測值      0.59      1.48   0.53   0.010   0.005   0.20   0.025   0.85  

2，2硬度測定彈條洛氏硬度測定結果列于表2  項目HRC  標準值HRC42-47  實測值   45 46.3 45.2   23斷口宏觀觀察    彈條外側圓鋼表面顏色較深的區域為開裂源區大量放射紋由該區域發散斷口粗糙不平具有疲勞斷裂的宏觀特征。  

2.4低倍檢驗      從斷裂彈條上切取低倍試樣加工后采用11鹽酸水溶液實驗按照表

2      執行標準GB/T1979-2001標準值  一般疏松≤2.5級中心疏松≤2.5級錠型偏析≤2.5級測試值一般疏松1級中心疏松1級錠型偏析1級   2.5金相檢驗    在斷裂件上截取金相試樣在光學顯微鏡下觀察其組織為回火針狀馬氏體針葉粗大。試樣邊緣有脫碳現象。近表面有部分晶界氧化

3分析上述檢驗結果表明該彈條的化學成分符合GB/T1222-1984標準中的60Si2CrA成分要求。硬度測定、低倍檢驗、均符合要求。從斷口觀察中彈條斷裂無塑性變形斷口屬于典型的脆性斷裂。一般彈簧鋼經淬回火后可獲得最佳組織—回火屈氏體硬度為45-50HRC無脫碳現象綜合力學性能和工藝性能優良。彈條斷裂部位有壓傷痕跡回火馬氏體針葉粗大說明心部已產生過熱。彈條邊緣脫碳近表面有部分晶界氧化表明彈條熱處理時附近表面已產生過燒現象。過燒原因是熱處理操作中未嚴格控制加熱工藝淬火溫度過高或保溫時間過長導致彈條晶粒長大。氧化氣體滲入近表面晶粒邊界處與鐵生成鐵的氧化物造成部分晶界發生熔化導致脫碳。過燒后的彈條塑性特別是韌性大大降低使彈條綜合性能變差不能滿足其試用要求。2緒論彈條斷裂是典型的脆性斷裂。其斷裂的主要原因是熱處理操作不當造成近表面顯微組織過燒心部組織過熱而造成材料綜合性能大幅度降低。3建議1選擇合適的淬火溫度及保溫時間。2為消除及減輕彈條表面缺陷的有害影響在最終熱處理后進行噴丸處理使表層產生殘余壓應力以強化表面提高疲勞強度延長使用壽命