某公司生产的Φ14mm60Si2MnA弹簧钢用于生产W1型客专弹条扣件，疲劳试验在不足要求(300万次)时发生断裂。其生产工艺为：下料→加热成型→余热淬火→回火。针对疲劳强度不合要求的问题，对断裂件的断口形貌、化学成分、金相组织、硬度等进行了分析。样品的化学成分检测结果见表1。
表1 样品的化学成分(质量分数，%)

C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Cu	Al
0.61	1.78	0.81	0.010	0.003	0.28	0.02	0.01	0.020

通过对样品断口的观察发现，裂纹源位于弹条表面，裂纹源处未发现非金属夹杂物。金相组织为回火索氏体+碟状及竹叶状马氏体，组织有方向性。弹簧边缘总脱碳层深约0.10mm(脱碳层深度应≤0.03mm)。样品横截面D/4处的硬度平均值为44.5HRC，满足弹条的硬度要求(42～47HRC)。
上述检验结果表明：弹条样品的化学成分符合GB/1222-1984标准的要求，硬度等也符合要求。从断口的宏观及微观照片来看，断裂处无塑性变形，断口上有沿晶迹象，裂纹源处未发现非金属夹杂物，裂纹源处为准解理断裂，属于较典型的脆性断裂。正常情况下，弹簧钢经淬火和回火后可得到综合力学性能和工艺性能优良的回火索氏体。而金相组织检验发现，组织为回火索氏体+碟状及竹叶状马氏体，不均匀且略显粗大，说明样品心部出现过热。弹条组织略显粗大和不均匀的组织是降低弹条疲劳寿命的主要原因。
热处理工艺的正确选择对弹簧钢的综合性能具有重要意义，应适当选择淬火回火温度和保温时间。另外，在生产弹簧时应注意完善成形工艺，保持工件与工装接触面的润滑和光洁，防止工件表面出现较大的塑性变形，减少断裂的可能性。（榕霖）


备注：数据仅供参考，不作为投资依据。