弹簧疲劳断裂，大家初步分析一下都有那些原因

清霜

热处理老兵 发表于 2013-1-9 16:42
楼主：您好？
     我刚看到您的帖子，简单浏览了一下跟帖。若我没记错国标规定是10的7次方次。
    ...

你好！我们这方面做的不到位，我想要的很多资料都没有。我只知道线径12mm、弹簧是两头外径小中间大说明刚度是渐增型的，而非直线型，断裂位置都在中间上去一点点，自由高我不知道多少，旋绕比也不清楚是个不定值，热处理状态是淬火-中回-冷卷-去应力退火。

qlf_126

仅凭宏观断口说下个人观点，个人观点与7楼观点存在相似之处：
1.平齐断口，主要为原材料存在白点、缩孔等缺陷所致，与夹杂无关，与夹杂引起的断口特征不相符；
2.不平齐断口，个人认为两点：一，疲劳源在表面，由卷绕或是喷丸留下的缺陷；二，照片放大不是很清楚，疲劳源仍在心部，原因为1中原材料问题，同时硬度不均加速其断裂！

另：希望LZ尽快上金相照片！供大家进一步学习交流……

freemiaomiao

清霜 发表于 2013-1-6 18:33
当时发现后我马上在不远处（不是十字，因为距离远了可能就看不出了）的地方又打，结果差不多，也是一边高 ...

我也发现有这个情况，你可以将未断样和断口平齐的试样也打个十字线看看，据我判断，也将存在这样硬度一边高一边低的情况。

Magikal

清霜 发表于 2013-1-5 21:39
这个就不好检测表面缺陷了，只能说找不出问题就归结于表面缺陷了。朋友你注意我打的硬度没，断口不平的出 ...

硬度两侧不均匀，可以做横截面金相看看；

表面缺陷也可以取断口附近的横截面金相试样先看下

freemiaomiao

你用的是多大的载荷，1kg？，对于你所说的情况，我也遇到过，不过还没有找到规律，希望能多交流。
在断口不平的那个试样上，在你原来所打硬度值的垂直方向上，从边到边再打一下硬度值，看看变化趋势？
附：我曾经打过的弹簧硬度，从边到边，打十字线，611.4、615.1、587.8、555、612.4、626.7、616.5、609.6HV30；
                       608.6、617.7、606.0、568.8、571.9、583.2、579.8、587.0HV30。
   

Bainites

1、断口平齐的样夹杂物的可能性很小，原因有下，第一，断口照片的白点更像脏东西；第二，心部夹杂对疲劳性能影响较少，第三，夹杂物影响弹簧平断几率很小，重点考虑是否存在缩孔，白点以及本来材料是否过脆。
2、断口不平的表面缺陷可能性最大，可以在体式显微镜下观察裂纹的起源点，是否存在原来即有的表面缺陷

清霜

freemiaomiao 发表于 2013-1-6 12:48
你用的是多大的载荷，1kg？，对于你所说的情况，我也遇到过，不过还没有找到规律，希望能多交流。
在断口不 ...

当时发现后我马上在不远处（不是十字，因为距离远了可能就看不出了）的地方又打，结果差不多，也是一边高一边低。所以我才把结果发上来，因为我肯定了是有这种情况。HV1.0的。

清霜

Bainites 发表于 2013-1-6 15:36
1、断口平齐的样夹杂物的可能性很小，原因有下，第一，断口照片的白点更像脏东西；第二，心部夹杂对疲劳性能 ...

你说的很有道理，我发现断面很怪。有的地方没有断裂纹路，他们说的感觉像抛光了一样，这是什么原因？我对断口一直都不太懂。

chenze2008

玉米清阁 发表于 2013-1-5 21:50
可以上传图片啊。

我把图片单独上传吧：

llw

1-4断口图片属于同一类型，5、6断口图片属于同一类型，这几个断口不知是1件弹簧上形成的多个断裂件，

清霜

llw 发表于 2013-1-6 20:06
1-4断口图片属于同一类型，5、6断口图片属于同一类型，这几个断口不知是1件弹簧上形成的多个断裂件，

不同的两根。做了三根的硬度对比。

Bainites

清霜 发表于 2013-1-6 18:35
你说的很有道理，我发现断面很怪。有的地方没有断裂纹路，他们说的感觉像抛光了一样，这是什么原因？我对 ...

有点地方没有断裂纹路，感觉像抛光一样，应该是断口受到了损伤。

xuyftgm

清霜 发表于 2013-1-7 17:54
真的？不是要做去应力退火吗，还差那么多？

刚开始对检测到的结果我也感到意外，鬼子领导告诉我的。实际工作中检测结果是这情况，卷簧后的硬度不均匀和变形程度还有关系，有时检测到的倒还可以。

tianhuoliuyun

清霜 发表于 2013-1-5 21:39
这个就不好检测表面缺陷了，只能说找不出问题就归结于表面缺陷了。朋友你注意我打的硬度没，断口不平的出 ...

断口不平可能导致摩擦生热多，温度高，相当在更高的温度回火了。

另从不平处颜色更深，似乎为回火色。

tianhuoliuyun

倒数第三张照片零件表面怎么有一条常常的裂纹？？？
疲劳断裂应该不会引发如此长的裂纹吧。

清霜

tianhuoliuyun 发表于 2013-1-8 17:20
倒数第三张照片零件表面怎么有一条常常的裂纹？？？
疲劳断裂应该不会引发如此长的裂纹吧。

这个很多都有，断口差不多，感觉像撕开一样。我有更直观的图，等我明天找一下传上来。

motion_0576

chenze2008 发表于 2013-1-6 19:21
我把图片单独上传吧：

图片5.bmp 断口在弹簧上可能常见一些，因为螺旋簧工作时，截面上剪应力最大方向为45°，因此断口常表现为45°方向，中间的树状（层状）花样说明材料存在带状成分偏析。
图片4.bmp 断口说明疲劳损伤过程是垂直弹簧丝轴线切应力起主导作用，疲劳裂纹的扩展是沿着圆周方向，中间的“所谓圆圈缺陷”应该不是缺陷，而是瞬断区。这张图片断口说明该弹簧钢丝带状偏析比另一根会轻，材料表面质量和内在质量比5.bmp要好。

NUS24204

新年好:
1.断口平齐的样听说是77.8万次断
(这种断裂一般是弹簧爬升部位应力集中造成的,正常是受垂直和旋转力矩,断口平整是说只受到一种实验力的影响)我的结论是怀疑实验过程中弹簧没有旋转动作,可能是轴承盖损坏,或者是成型过程中形状不良造成的应力集中,不过实验初期没有确认弹簧压缩动作和弹簧节距是否正常就非常难分析了,通过检测残留应力可以确认应力是否集中.形成的那个点实际是扭转过程中最后断裂的终点(这个扭转点是非常难形成的,弹簧在统一振幅运动过程中,需要弹簧衰减到后期,才会形成一个扭转的动作..
2.断口不平的好像是30万左右断的
比较典型的早期断裂形态,内部开始形成疲劳裂纹
如果说是同一个型号的弹簧,只能说明制造工艺不稳定,产品质量起伏比较大.危害性来说是断口平整的最可怕(因为形成原因复杂,混乱)对整车市场来说是招回的伏笔.断口不平的可以通过调整成型参数或工艺得到改善.

hawkch

楼主弹簧式在做疲劳测试中断裂？还是在实际使用环境中断裂，根据工作时间预计的动作次数？如果后者建议楼主介绍下工况。
1，对于平断口，断口平整，与常规弹簧扭转疲劳断裂断口不太符合。同意25楼观点，中间‘黑点’为瞬断区，以此判断，该弹簧断裂时受力不大。但同时图片下周边同样存在瞬断区，由此判断此弹簧属于多源疲劳断裂，此断裂区域应为最后断裂区域，且受力较大。
2，对于斜断口，初步分析，此弹簧表面加工质量不太好。

xuyftgm

据我工作中检测分析，热处理后冷卷成型的弹簧横截面硬度差异是由于其冷卷时钢丝受冷加工引起。钢丝在卷簧后横截面上硬度的不均匀度有时会增加很多。我这钢丝的同一截面的硬度差一般≤1.5 HRC, 卷簧后有时可达 3.5 HRC