彈簧進行失效分析原因案例介紹及彈簧化學材質表面材質測試 華瑞測檢測擁有一套科學的檢測,、分析設備,，及經驗豐富的技術團隊,，專業(yè)從事檢測分析技術服務,。

針對開關聯(lián)桿彈簧進行失效分析,，

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,；彈簧是裝在車門鎖里的，與之相連的是塑料的殼體和金屬的上蓋,，彈簧設計扭矩 3026357 開關聯(lián)桿彈簧：安裝扭矩42N.mm+/-10%,；全行程扭矩 94.7Nmm+/-10%；要求對斷裂彈簧進行失效分析,。

圖1 來樣宏觀形貌（箭頭指向斷口,，右圖為參考件）

2. 樣品信息  

3. 化學成分分析  

4 硬度分析

5.宏觀及斷口分析

收到失效開關聯(lián)桿彈簧1件，出現(xiàn)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）

掃描電鏡下觀察,，低倍下斷口形貌如圖 3,，斷口污染嚴重；經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(xiàn)象,；在其它表面甚至發(fā)現(xiàn)有微裂紋現(xiàn)象如圖11,、圖 12。

圖3 斷面低倍原貌           圖4 斷面經清洗后形貌

圖5   A區(qū)斷面形貌              圖6 B區(qū)斷面形貌，有疲勞條紋

圖7 C區(qū)斷面形貌有裂紋,、微裂紋    圖8 D區(qū)斷面形貌有疲勞條紋及金屬擠壓現(xiàn)象

圖9 E區(qū)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(xiàn),，     圖12 表面形貌,，有微裂出現(xiàn)，

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

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	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

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

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 失效開關聯(lián)桿彈簧出現(xiàn)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 掃描電鏡下觀察,，斷裂是在彈簧表面開始的,；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險,；

7.7 涂層不均勻，表面有微裂紋等開口型缺陷,。

8.結論

8.1. 此開關聯(lián)桿彈簧出現(xiàn)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(xiàn)微裂紋等開口型等缺陷,，與原材料冷拔態(tài)表面質量有關,；

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。