拉伸弹簧断裂分析

断裂弹簧采用进口原材料，相当于国内牌号55CrMnA弹簧钢，冷卷成型后经回火处理，表面喷丸。在做疲劳试验时未达到试验要求次数即发生断裂。断口用扫描电镜分析，结果表明弹簧是由材料中非金属脆性夹杂物引起的疲劳断裂。

对夹杂物进行能谱分析，检测到氧、铝等元素，表明为氧化铝夹杂。

图1

说明

1.弹簧断口在扫描电镜下的低倍形貌。可见裂源位于离表面约0,25mm处，该处有一夹杂物，见箭头所示处。贝纹线以此夹杂为中心，以圆弧形向周围发散的形貌。

图2

2.疲劳源处放大像。该处有一带棱角的夹杂物，其形态为脆性夹杂，清晰可见疲劳弧线以同心圆的形态由该夹杂物为中心向周围发散。表明此夹杂是引起弹簧早期疲劳断裂的原因。弹簧在试验过程中主要承受拉—压循环载荷，对于拉—压疲劳从力学上分析，次表层应力较高，因此，分布于次表面的夹杂成为拉—压疲劳的应力集中点，产生疲劳裂纹。