| 廠(chǎng)家： | 華瑞測 |
| 型號： | SX15 |
| 周期： | 3-7天 |
| 單價(jià)： | 面議 |
| 發(fā)貨期限： | 自買(mǎi)家付款之日起 天內發(fā)貨 |
| 所在地： | 廣東 深圳 |
| 有效期至： | 長(cháng)期有效 |
| 發(fā)布時(shí)間： | 2023-11-14 08:01 |
| 最后更新： | 2023-11-14 08:01 |
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彈簧進(jìn)行失效分析原因案例介紹及彈簧化學(xué)材質(zhì)表面材質(zhì)測試 華瑞測檢測擁有一套科學(xué)的檢測、分析設備，及經(jīng)驗豐富的技術(shù)團隊，專(zhuān)業(yè)從事檢測分析技術(shù)服務(wù)。
針對開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧進(jìn)行失效分析，
失效件 1 件及若干參考件如圖1，
其中失效件為斷裂失效；參考件為正常件，材料為 SWP-B Per JIS G3522，且表面有 MAGNI 565 鍍層；彈簧是裝在車(chē)門(mén)鎖里的，與之相連的是塑料的殼體和金屬的上蓋，彈簧設計扭矩 3026357 開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧：安裝扭矩42N.mm+/-10%；全行程扭矩 94.7Nmm+/-10%；要求對斷裂彈簧進(jìn)行失效分析。
圖1 來(lái)樣宏觀(guān)形貌（箭頭指向斷口，右圖為參考件）
2. 樣品信息
樣品名稱(chēng) | 開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧 |
樣品數量 | 1 件失效件及若干件參考件 |
材料 | SWP-B Per JIS G3522 |
處理方式 | 表面經(jīng)過(guò)熱處理（應力釋放)-->磷化處理(打底)-->電鍍 MAGNI 565 |
3. 化學(xué)成分分析
測試標準 | GB/T GB/T GB/T223.59-2008 | |||||
檢測結果(%) | ||||||
元素 | C | Si | Mn | P | S | Cu |
實(shí)測值 | 0.83 | 0.20 | 0.52 | 0.020 | 0.007 | <0.010 |
4 硬度分析
檢測方法 | GB/T 4340.1-2009 | ||||
檢測設備 | Instron Tukon 2100B | ||||
測試件 | 失效件 | ||||
檢測結果 （HV1) | |||||
579 | 602 | 613 | 575 | 605 | |
5.宏觀(guān)及斷口分析
收到失效開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧1件，出現斷裂在最外圈可能是受力最大的部位，接近彈簧拐角處如圖2箭頭所示部位；斷口污染嚴重；斷口分為兩部分，相對平齊。
圖2 斷裂形貌（左圖箭頭指向斷口，右圖箭頭指向斷裂部位）
掃描電鏡下觀(guān)察，低倍下斷口形貌如圖 3，斷口污染嚴重；經(jīng)清洗后斷口形貌如圖 4，斷口分為上下兩部分， 斷口相對平整，斷面中部有一條裂紋，為上下兩部分斷口交匯處；A 處斷面形貌如圖 5 有韌窩特征；B 處斷面形貌如圖 6 有疲勞臺階及疲勞條紋；C 處斷面形貌如圖 7 有疲勞條紋；D 處斷面形貌如圖 8、E 處斷面形貌如圖 9 均有疲勞條紋；
彈簧表面形貌如圖 10，表面較為粗糙，且表面涂層有被磨掉的現象；在其它表面甚至發(fā)現有微裂紋現象如圖11、圖 12。
圖3 斷面低倍原貌 圖4 斷面經(jīng)清洗后形貌
圖5 A區斷面形貌 圖6 B區斷面形貌，有疲勞條紋
圖7 C區斷面形貌有裂紋、微裂紋 圖8 D區斷面形貌有疲勞條紋及金屬擠壓現象
圖9 E區斷面形貌 圖10 彈簧表面形貌，表面粗糙
圖11 表面形貌，有微裂出現， 圖12 表面形貌，有微裂出現，
箭頭指向裂紋 箭頭指向裂紋
6.金相分析
6.1 非金屬夾雜物分析
檢測方法 | GB/T 10561-2005/ASTM E45-2005 | ||||||
檢測設備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M | ||||||
檢測結果 （級別 Grade）如圖 13 | |||||||
Thin A | Heavy A | Thin B | Heavy B | Thin C | Heavy C | Thin D | Heavy D |
0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
圖13 非金屬夾雜物
6.2 鍍層厚度
檢測方法 | GB/T 6462-2005 | |||||
檢測設備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M | |||||
檢測結果 （um）如圖 14 | ||||||
測量點(diǎn) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 均值 |
磷化層 | 1.9 | 2.0 | 2.3 | 4.5 | 2.8 | 2.7 |
MAGNI 565 | 3.8 | 5.9 | 4.8 | 5.7 | 6.5 | 5.3 |
圖14 表面涂層形貌及表面缺陷
6.3 基體組織分析
檢測方法 | GB/T 13298-1991 |
檢測設備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M金相顯微鏡 |
檢測結果 | |
基體組織在縱剖面表現為纖維狀回火馬氏體如圖 15，在橫向剖面則表現為等軸回火馬氏體如圖16，組織正常。 | |
圖 15 縱向剖面組織形貌 圖 16 橫向剖面組織形貌
6.3 缺陷分析
檢測方法 | GB/T 13298-1991 | |
檢測設備 | ZEISS AXIO IMAGER. A2M金相顯微鏡 | |
檢測結果 | ||
測試項目 | 描述 | |
表面缺陷 | 橫向剖面表面缺陷如圖 17，縱向剖面表面缺陷如圖 18；缺陷最深達10um | |
圖17 橫向剖面形貌，箭頭指向缺陷 圖18 縱向剖面組織形貌，箭頭指向缺陷
7.分析和討論
7.1 失效開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧出現斷裂是在最外圈可能是受力最大的部位，斷口污染嚴重；
7. 2 掃描電鏡下觀(guān)察，斷裂是在彈簧表面開(kāi)始的；斷面有兩部分；
7. 3 失效件及參考件彈簧表面較為粗糙，有些部位有微裂紋；
7. 4 化學(xué)成分符合 SWRS82A 要求；
7. 5 非金屬夾雜物及基體組織正常；
7.6 從服役條件看，彈簧的硬度偏高，增大脆性和疲勞斷裂的風(fēng)險；
7.7 涂層不均勻，表面有微裂紋等開(kāi)口型缺陷。
8.結論
8.1. 此開(kāi)關(guān)聯(lián)桿彈簧出現斷裂屬于扭轉彎曲疲勞斷裂；斷裂源于表面缺陷；
8.2 表面出現微裂紋等開(kāi)口型等缺陷，與原材料冷拔態(tài)表面質(zhì)量有關(guān)；
8.3 調整材料的熱處理工藝，特別是保證中溫回火工藝條件，調低彈簧使用硬度；也可以更改選材牌號， 降低含碳量為 0.5~0.7%；
8.4 對磷化工藝進(jìn)行控制，考慮去氫處理，以及避免由于酸洗不均勻引起的表面缺陷。